LVS负载均衡群集及NAT（地址交换模式）

LVS负载均衡群集及NAT（地址交换模式）

LVS群集应用基础
1.1.0群集技术概述
1…1.1群集类型：
（1）负载均衡群集：如（nginx+tomcat负载均衡就是负载均衡群集）以提高应用系统的相应能力，尽可能处理更多的访问请求，减少延迟为目标，获得高并发，高负载，的整体性能，例如：DNS轮询，应用层交换，反向代理等都可用作负载均衡群集，LB的负载分配依赖于主节点的分流算法，将来自客户的访问请求分担给多个服务器节点，从而缓解整个系统的负载压力。

（2）高可用群集：以提高应用系统的可靠性，尽可能地减少中断时间为目标，确保服务的连续性，达到高可用（HA）的容错效果。例如：故障切换，双机热备，对机热备等都属于高可用群集技术。(HA）的工作方式包括啥双工和主从两个模式。双工即所有节点同时在线：主从则只是有主节点在线，但当出现故障时从节点能自动切换为主节点。

（3）高性能运算群集：以提高应用系统的CPU运算速度，扩展硬件资源和分析能力为目标，获得相当于大型，超级计算机的高性能运算例如：云计算。网格计算，也可视为高性能运算的一种，高性能运算群集的高性能依赖于，分布式运算和并行计算，通过专用硬件和软件将多个服务器的CPU 内存等资源整合在一起实现只有大型，超级计算机才具备的计算能力、

1.1.2负载均衡的分层结构
（1）第一层：负载调度器：这是访问整个群集系统的唯一入口，对外使用所有服务器共有的VIP(虚拟IP)地址，也称为群集IP地址，通常会配置主，备两台调度器实现热备份，当主调度器失效时平滑换到备调度器确保高可用性。

（2）第二层：服务器池：集群所提供的应用服务（HTTPD ，FTP）由服务器池承担，其中的每个节点具有独立的RIP（真实IP）地址，只处理调度器分发过来的客户机请求，当某个节点暂时失效时，负载调度器的容错机制会将其隔离，等待错误排除以后再重新纳入服务器池中。

（3）第三层：共享储存：为服务器池中的所有节点提供稳定，一致的文件存取服务，确保整个群集的统一性，在Linux /UNIX环境中，共享储存可以使用NAS设备，或者提供NFS（网络文件系统）共享服务的专用服务器。

1.1.3负载均衡的工作模式
（1）地址转换：简称NAT模式，类似于防火墙的私有网络结构，负载调度器作为所有服务器节点的网关，以及作为客户机的访问入口，也是各节点回应客户机的访问出口。服务器节点使用私有IP地址与负载调度器位于同一个物理网络，安全性要优于其他两种方式。如图：

（2）IP隧道：简称TUN模式，采用开放式的网格结构，负载调度器仅作为客户机的访问入口，各节点通过各自的Internet链接直接回应客户，而不再经过负载调度器，服务器节点分散在互联网中的不同位置，具有独立性的公网IP地址，通过专用的IP隧道与负载调度器相互通信。

（3）直接路由：简称DR模式，采用半开放式的网络结构，与TUN模式结构类似，但各节点并不是分散在各地而是与调度器位于同一个物理网络，负载调度器与各节点服务器通过本地网络连接不需要建立专用的IP隧道。

1.1. 4 LVS虚拟服务器
加载ip_vs // 加载ip_vs模块并查看版本信息：

1.1.5LVS的负载均衡算法：最常使用的算法包括，轮询，加权轮询，最少连接，加权最少连接
1.1.6使用ipvsadm管理工具
（1）创建虚拟服务器
例如群集的VIP地址为172.16.16.100，针对TCP80端口提供负载分流服务，使用的调度算法为轮询则对应的ipvsadm命令操作如下。

上述选项中，选项-A表示添加虚拟服务器（-a）是表示添加一个真实的服务器，-t用来指定VIP地址及TCP端口，-s用来指定负载调度器算法----轮询为（rr）、加权轮询（wrr）、最少连接（lc）、加权最少连接（wlc）
（2）添加服务器节点
为虚拟服务器172.16.16.100添加两个服务器节点，IP地址依次为192.168.100.30，192.168.100.40，对应的ipvsadm的命令操作如下：
选项**-a表示添加真实服务器（就是刚刚我们上面创建的虚拟服务器），-t用来指定VIP地址及TCP端口。-r用来指定RIP地址及TCP端口。-m表示使用NAT群集模式**（-g DR模式和-i TUN模式）-w用来设置权重（权重为0时表示暂停节点）
（3）查看群集节点状态

Forward列下的Masq对应Masq（地址伪装）表示采用的群集模式为 NAT：如果是Route表示为采用群集模式为DR
（4）删除服务器节点，使用选项-d，执行删除操作必须指定目标对象，包括节点地址，虚拟IP地址，使用-D并指定虚拟IP地址即可。

（5）保存负载均衡分配策略
使用导出、导入工具ipvsadm-save导出/ipvsadm-restore导入可以保存，恢复LVS策略，使用service ipvsadm save 可以快速清除，重建负载分配策略。

1.2构建LVS负载均衡群集
配置环境说明一台负载均衡调度器服务器，两台节点服务器，一台NFS网络文件共享服务器
2.1配置负载调度器
（1）配置SNAT转发规则

（2）配置两个网卡一张可以连接往外网网卡，一张内网网卡
外网网卡的配置

内网网卡的配置

（3)配置负载均衡策略
（4）配置节点服务器
配置192.168.100.30网卡配置

配置192.168.100.40网卡配置

注意两台节点服务器需要安装httpd服务器

启动httpd服务器

（5）配置NFS服务器

下载nfs包和rpcbind包

编写exports策略允许那一些网段可以访问

查看共享挂载点

在节点服务器上需要下载nfs-utils 和rpcbind安装包用于访问nfs网络文件共享

然后打开浏览器验证

查看LVS负载均衡NART模式是否成功
刷新网页查看群节点状态