lvs负载均衡集群

什么是集群：

• 就是将多台主机作为一个整体，对外提供共同的服务

使用场景：

• 高并发

集群的分类：

1. 负载均衡集群：减少响应延迟，提高并发处理能力
2. 高可用集群：保持系统稳定，减少服务器中断时间，减少损失
3. 高性能集群：高性能运算能力，分布式、高并发

负载均衡器的集群架构：

   1、负载均衡调度器：

• 访问整个群集系统的唯一入口，对外使用所有服务器共有VIP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，当主调度器失效之后能够平滑替换至备用服务器，确保高可用性。

   2、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。

   3、共享存储

• 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

负载均衡器的工作模式：

    1、地址转换（NAT模式）：

• 调度作为网关，是访问请求的入口，也是响应访问的出口，在高并发场景中负载压力很高NAT转换可以提高安全性

    2、ip隧道（TUN模式）：

• 仅是访问请求的入口，响应数据不经过调度器，但是需要大量的公网ip，还需要额外的IP隧道（成本太高）数据转发受IP隧道的额外影响

    3、直接路由（DR模式）：

• 仅是访问请求的入口，响应数据不经过调度器，节点服务器和调度器在一个物理网络中数据进行转发不受额外影响

负载均衡器的调度算法：

   1、轮询：

将接收到的访问请求按照顺序依次分配给集群中的每一台服务器

   2、加权轮询：

将接收到的访问请求按照权重值进行分配，权重值越高，收到的请求越多

   3、最少连接数

根据服务器已经建立的连接数，优先将访问请求分配给连接数最少的服务器

   4、加权最少连接

在服务器性能差异较大时，可以调整服务器的权重值，权重值高的服务器将承受更多的访问请求

lvs的组成：

1. lvs基于内核态的netfilter框架实现的IPVS功能，工作在内核态，用户配置VIP等相关信息并且传递到IPVS就需要用到IPVSadm工具
2. ipvsadm是lvs用户态的一个配套工具，可以实现VIP和RS增删改查

         IPVSadm就是类似于iptables工具地位 

lvs的作用：

1. 主要用于服务器的负载均衡
2. 工作在网络层，可实现高性能、高可用的服务集群技术
3. 廉价，可以把许多低性能服务器组合在一起，形成一个超级服务器
4. 易用，配置简单，有多重负载均衡的方式
5. 稳定可靠，解释在集群的服务器中，某台服务器无法正常工作，也不影响整体效果
6. 可扩展性好

LVS-Nat实验

Web1 节点服务器1：192.168.86.11
Web2 节点服务器2：192.168.86.22
LVS负载调度器：ens33：192.168.86.33  ens37：10.0.0.1
NFS服务器：192.168.86.44

1、部署共享存储（NFS服务器：192.168.86.44）

systemctl stop firewalld.service 
systemctl disable firewalld.service 
setenforce 0

yum install -y nfs-utils rpcbind

systemctl start nfs.service 
systemctl start rpcbind.service
systemctl enable nfs.service 
systemctl enable rpcbind.service

mkdir /opt/kgc /opt/benet
chmod 777 /opt/kgc /opt/benet

vim /etc/exports
/usr/share *(ro,sync)
/opt/kgc 192.168.86.0/24(rw,sync)
/opt/benet 192.168.86.0/24(rw,sync)


#发布共享
exportfs -rv
showmount -e

2、配置节点服务器（后端服务器）（192.168.86.11 和 192.168.86.22）

systemctl stop firewalld.service 
systemctl disable firewalld.service 
setenforce 0

#修改网卡网关为LVS服务器

yum install -y httpd
systemctl start httpd.service 
systemctl enable httpd.service

yum install -y nfs-utils rpcbind

systemctl start rpcbind.service
systemctl enable rpcbind.service

showmount -e 192.168.86.44

web1：192.168.86.11

mount.nfs 192.168.86.44:/opt/kgc /var/www/html/
echo 'this is kgc' > /var/www/html/index.html

vim /etc/fstab 
192.168.86.44:/opt/kgc /var/www/html nfs defaults,_netdev 0 0
mount -a

web2：192.168.86.22

mount.nfs 192.168.86.44:/opt/benet /var/www/html/
echo 'this is benet' > /var/www/html/index.html

vim /etc/fstab 
192.168.86.44:/opt/benet /var/www/html nfs defaults,_netdev 0 0
mount -a

 LVS配置负载调度器：ens33：192.168.86.33  ens37：10.0.0.1

systemctl stop firewalld.service 
systemctl disable firewalld.service 
setenforce 0

1、配置SNAT转发规则
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward=1
sysctl -p
iptables -t nat -F
iptables -F
iptables -t nat -nL
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.86.0/24 -o ens37 -j SNAT --to-source 10.0.0.1

2、加载LVS内核模块
modprobe ip_vs   #手动加载ip_vs模块
cat /proc/net/ip_vs    #查看ip_vs版本信息

3、安装ipvsadm管理工具
yum install -y ipvsadm
#注意：启动服务前必须保存负载分配策略，否则将会报错
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm.service

4、配置负载分配策略（NAT模式只要在服务器上配置，节点服务器不需要特殊配置）
ipvsadm -C     #清除原有策略
ipvsadm -A -t 10.0.0.1:80 -s rr
ipvsadm -a -t 10.0.0.1:80 -r 192.168.86.11:80 -m -w 1
ipvsadm -a -t 10.0.0.1:80 -r 192.168.86.22:80 -m -w 1

ipvsadm     #启动策略

ipvsadm -ln    #查看节点状态，Masq代表 NAT模式
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm    #保存策略

ipvsadm -d -t 10.0.0.1:80 -r 192.168.10.16:80 -m -w 1     #删除群集中某一节点服务器
ipvsadm -D -t 10.0.0.1:80     #删除整个虚拟服务器
systemctl stop ipvsadm     #停止服务（清除策略）
systemctl start ipvsadm    #启动服务（重建规则）
ipvsadm-restore > /etc/sysconfig/ipvsadm      #恢复LVS策略

 使用浏览器访问10.0.0.1，刷新浏览器测试负载均衡（PS:刷新间隔时间需要稍长一点）