LVS负载均衡群集
文章目录
- LVS负载均衡群集
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- 1 企业群集
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- 1.1 群集cluster的定义
- 1.2 解决办法
- 1.3 企业群集分类
- 1.4 概念
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- 1.4.1 负载均衡群集
- 1.4.2 高可用群集
- 1.4.3 高性能运算 群集
- 2 负载均衡
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- 2.1 负载均衡结构
- 2.2 负载均衡群集工作模式
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- 2.2.1 NAT模式
- 2.2.2 TUN模式
- 2.2.3 DR模式
- 3 LVS虚拟服务器
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- 3.1 负载均衡调度算法
- 3.2 ipvsadm工具
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- 3.2.1 选项
- 4 LVS-NAT
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- 4.1 部署192.168.146.30（安装nginx服务）
- 4.2 部署192.168.146.50（安装nginx服务）
- 4.3 192.168.146.60（nfs共享）
- 4.4 部署192.168.146.20做LVS调度器
- 4.5 测试修改客户端的模式也为vnate1 模式，并且修改ip地址
LVS负载均衡群集
1 企业群集
1.1 群集cluster的定义
由多台主机构成
但对外只表现为一个整体，只提供一个访问入口
所以相当于一台大型的计算机
1.2 解决办法
目前互联网应用中，随着站点对硬件性能、响应速度、服务稳定性、数据可靠性等要求越来越高
单台服务器已经无法满足负载均衡及高可用的要求
通常有以下两个解决方法
- 纵向扩展
- 扩展CPU 内存 使用价格昂贵的小型机、大型机
- 横向扩展
- 使用多台相对廉价的普通服务器构建服务群集
1.3 企业群集分类
- 负载均衡群集
- 高可用群集
- 高性能运算群集
1.4 概念
1.4.1 负载均衡群集
提高应用系统的响应能力，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（LB ）的整体性能
LB的负载分配依赖于主节点的分流算法，将来自客户机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，例如“DNS轮询”，“反向代理”等
1.4.2 高可用群集
提高应用系统的可靠性，尽可能的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。
HA的工作方式包括双工和主从两种模式，双工即所有节点同时在线，主从则只有主节点在线，但当出现故障时从节点能自动切换为主节点，例如“故障切换”“双机热备”等
1.4.3 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（HPC）能力
高性能依赖于==“分布式运算”“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，例如“云计算”“网络计算”等
2 负载均衡
2.1 负载均衡结构
- 第一层 负载调度器
- 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，当主调度器失效以后能够平滑替换至备用调度器，确保高可用性
- 第二层服务器池
- 群集所提供的应用服务，由服务器池承担，其中每个节点具有独立的RIP地址（真实ip），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
- 第三层共享存储
- 为服务器池中的所以节点提供稳定，一致的文件存取服务，确保整个群集的统一性
2.2 负载均衡群集工作模式
2.2.1 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，即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
2.2.2 TUN模式
采用开放式的网络结构，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连接直接回应客户机，而不在经过负载调度器
2.2.3 DR模式
采用半开放式的网络结构，与TUN模式的结构累死，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
3 LVS虚拟服务器
LinuxVirtualServer
LVS实际是相当于基于IP地址的虚拟化应用
基于IP地址和内容请求分发
LVS现在已成为Linux内核的一部分，默认编译为ip_vs模块，必要时能够自动调用。在CentOS7系统中，以下操作可以手动加载ip_vs模块，并查看当前系统中ip_vs模块的版本信息
[root@localhost ~]# modprobe ip_vs
#手动加载
[root@localhost ~]# cat /proc/net/ip_vs
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
#确认内核对LVS的支持
[root@localhost ~]# cd /usr/lib/modules/3.10.0-693.el7.x86_64/kernel/net/netfilter/ipvs/
[root@localhost ipvs]# ls
ip_vs_dh.ko.xz ip_vs.ko.xz ip_vs_lblcr.ko.xz ip_vs_nq.ko.xz ip_vs_rr.ko.xz ip_vs_sh.ko.xz ip_vs_wrr.ko.xz
ip_vs_ftp.ko.xz ip_vs_lblc.ko.xz ip_vs_lc.ko.xz ip_vs_pe_sip.ko.xz ip_vs_sed.ko.xz ip_vs_wlc.ko.xz
[root@localhost ipvs]# ls |grep -o "^[^.]*"
ip_vs_dh
ip_vs_ftp
ip_vs
ip_vs_lblc
ip_vs_lblcr
ip_vs_lc
ip_vs_nq
ip_vs_pe_sip
ip_vs_rr
ip_vs_sed
ip_vs_sh
ip_vs_wlc
ip_vs_wrr[root@localhost ipvs]# for i in $(ls |grep -o "^[^.]*")
> do
> echo $i
> modprobe $i
#使用for循环，一次性加载
3.1 负载均衡调度算法
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轮询rr
- 将收到的访问请求按照顺序轮流分配给群集中的各节点（真实服务器），均等的对待每一个服务器，而不管服务器实际的连接数和系统负载
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加权轮询wrr
-
根据调度器设置的权重值分发请求，权重值高的节点优先获得任务，分配的请求数越多
保证性能强的服务器承担更多的访问流量
-
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最小连接least conn
- 根据真实服务器已建立的连接数进行分配，将收到的访问请求优先分配给连接数最少的节点
-
加权最少连接wlc
- 服务器节点性能差异较大时，可以为真实服务器自动调整权重
3.2 ipvsadm工具
- 创建虚拟服务器
- 添加删除服务器节点
- 查看群集及节点情况
- 保存负载均衡策略
3.2.1 选项
-A：添加虚拟服务器
-D：删除整个虚拟fuwq
-s：指定负载调度算法（轮询，加权轮询，最少连接，加权最少连接，wlc）
-a：表示添加真实服务器（节点服务器）
-d：删除某一个节点
-t：指定VIP地址及TCP端口
-r：指定RIP地址及TCP端口
-m：表示使用NAT群集模式
-g：表示使用DR模式
-i：表示使用TUN模式
-w：设置权重（权重为0时表示暂停节点）
-p60：表示保持长连接60秒
-l：列表查看LVS虚拟服务器（默认为查看所有）
-n：以数字形式显示地址，端口等信息，常与“-l”选项组合使用
4 LVS-NAT
准备四台虚拟机
192.168.146.20做LVS调度器
192.168.146.30做nginx
192.168.146.50做nginx
192.168.146.60做nfs共享存储
4.1 部署192.168.146.30（安装nginx服务）
cd /etc/yum.repo.d/
将nginx的包拉进去
yum -y install nginx
cd /etc/nginx/
vim nginx.conf
可以发现，他的默认server块在conf.d配置文件中
cd conf.d/
vim default.conf
找到他的网页根目录在/usr/share/nginx/html
将网页根目录下的所有东西，复制到共享存储服务器中
scp * 192.168.146.60:/opt
等共享存储服务器完成操作后
showmount -e 192.168.146.60
#挂载到共享服务器（临时挂载）
mount 192.168.146.60:/opt/html /usr/share/nginx/html/
#到指定目录查看是否已经共享
cd /usr/share/nginx/html/
systemctl start nginx
4.2 部署192.168.146.50（安装nginx服务）
cd /etc/yum.repo.d/
将nginx的包拉进去
yum -y install nginx
#永久挂载到共享目录
vim /etc/fstab
192.168.146.60:/opt/html /usr/share/nginx/html nfs defaults,_netdev 0 0
systemctl start nginx
为了以示区分，在共享文件的虚拟机中，重新创建了一个共享文件
umount /usr/share/nginx/html/
vim /etc/fstab
192.168.146.60:/opt/www /usr/share/nginx/html nfs defaults,_netdev 0 0
4.3 192.168.146.60（nfs共享）
mkdir html #做网页共享目录
mv *.html html
cd /opt/html
vim game.html
this is nfs share web page!
#检查两个服务是否已经安装，如果未安装，可以用yum直接安装
rpm -q nfs-utils rpcbind
systemctl enable --now rpc-rquotad.service nfs
vim /etc/exports
/opt/html 192.168.146.0/24(rw,sync,no_root_squash)
chmod 777 html/ #系统用户也需要有权限
exportfs -arv #在线发布共享目录，不需要重启。如果通过重启来发布共享目录，可能会导致已经挂载的客户端出现卡死现象
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
因为目前30和50的主机都用的同一个目录来共享文件的，不太好区别，所以可以用两个目录来区分开
cp -r html/ www
chmod 777 www
vim /etc/exports
/opt/html 192.168.146.0/24(rw,sync,no_root_squash)
/opt/www 192.168.146.0/24(rw,sync,no_root_squash)
exportfs -arv
cd /www
vim game.html
this is www share web page!
4.4 部署192.168.146.20做LVS调度器
先添加一张网卡
vim ifcfg-ens36
TYPE=Ethernet
DEVICE=ens36
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=static
IPADDR=12.0.0.10
NETMASK=255.255.255.0
vim ifcfg-ens33
TYPE=Ethernet
DEVICE=ens33
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.146.20
NETMASK=255.255.255.0
#GATEWAY=192.168.146.2
#DNS1=192.168.146.2
由于在nat模式下，所以需要将两个节点服务器30和50的网关设置为调度器的地址
192.168.146.30
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
TYPE=Ethernet
DEVICE=ens33
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.146.30
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.146.20
#DNS1=192.168.146.2
systemctl restart network
192.168.146.50
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
TYPE=Ethernet
DEVICE=ens33
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.146.50
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.146.20
#DNS1=192.168.146.2
systemctl restart network
设置ip转发功能
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward=1
sysctl -p #加载
iptables -F && iptables -t nat -F #清空iptables规则
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.146.0/24 -o ens36 -j SNAT --to 12.0.0.10
iptables -nL -t nat
modprobe ip_vs #加载模块(此实验只要加载一个通用的就可以了）
如果想加载全部，就去/usr/lib/modules/3.10.0-693.el7.x86_64/kernel/net/netfilter/ipvs/
用for循环，遍历加载
for i in $(ls ./)
do
a=$(echo $i | awk -F. '{print $1}')
modprobe $a
echo "$a"
done
yum -y install ipvsadm
如果直接启动ipvsadm会报错
/var/log/messages查看一下，原因是缺少/etc/sysconfig/ipvsadm这个文件，所以我们可以手动给他添加一下
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm
配置负载分配策略（NAT模式只要在调度器上配置，节点服务器不需要特殊配置）
ipvsadm -ln #查看是否有规则
ipvsadm -C #清楚现有规则
ipvsadm -A -t 12.0.0.10:80 -s rr #添加一个虚拟服务器
ipvsadm -a -t 12.0.0.10:80 -r 192.168.146.30:80 -m #添加节点服务器
ipvsadm -a -t 12.0.0.10:80 -r 192.168.146.50:80 -m
ipvsadm #启用
4.5 测试修改客户端的模式也为vnate1 模式，并且修改ip地址
