Lvs-dr（直接路由）集群的实现和防火墙标记实现持久连接

Lvs-dr（直接路由）集群的实现和防火墙标记实现持久连接

一、集群实现的意义：

在各种网络服务普遍应用的今天，随网络速度的提高以及用户的增加，在一些繁忙的场合，单凭一台机器已经无法就能应付所有的网络请求了。为了解决这个问题，许多用户就采用一组cluster(集群)来代替单一的机器。cluster可以将多台计算机连接起来协同运作以对外提供各种服务，比如Apache、FTP、Mail等。 

1. LVS的结构

　　LVS方式的cluster从结构上可分为两部分：前端的负载均衡器(称之为director)和后端的真实服务器(称之为real server)。cluster前端的director将来自外界的请求调度到cluster后端不同的real server去执行。real server负责真正的提供各种应用服务，比如：Web、FTP、Mail等服务。real server的数量可以根据实际需求进行增加、减少。

　　2. LVS的三种包转发方式

　　LVS提供了三种包转发方式：NAT(网络地址映射)、IP Tunneling(IP隧道)、Direct Routing(直接路由)。不同的转发模式决定了不同的cluster的网络结构，下面对三种转发方式分别介始：

　　NAT(网络地址映射)

　　NAT方式可支持任何的操作系统，以及私有网络，并且只需一个Internet IP地址，但是整个系统的性能受到限制。因为执行NAT每次需要重写包，有一定的延迟；另外，大部分应用有80%的数据是从服务器流向客户机，也就是用户的请求非常短，而服务器的回应非常大，对负载均衡器形成很大压力，成为了新的瓶颈。

　　IP Tunneling(IP隧道)

　　director分配请求到不同的real server。real server处理请求后直接回应给用户，这样director负载均衡器仅处理客户机与服务器的一半连接。IP Tunneling技术极大地提高了director的调度处理能力，同时也极大地提高了系统能容纳的最大节点数，可以超过100个节点。real server可以在任何LAN或WAN上运行，这意味着允许地理上的分布，这在灾难恢复中有重要意义。服务器必须拥有正式的IP地址用于与客户机直接通信，并且所有服务器必须支持IP隧道协议。

　　Direct Routing(直接路由)

　　与IP Tunneling类似，负载均衡器仅处理一半的连接，避免了新的性能瓶颈，同样增加了系统的可伸缩性。Direct Routing与IP Tunneling相比，没有IP封装的开销，但由于采用物理层（修改MAC地址）技术，所有服务器都必须在一个物理网段。

3. LVS的八种调度算法

　　LVS已实现了以下八种调度算法：

　　1.轮叫调度（Round-Robin Scheduling）

　　2.加权轮叫调度（Weighted Round-Robin Scheduling）

　　3.最小连接调度（Least-Connection Scheduling）

　　4.加权最小连接调度（Weighted Least-Connection Scheduling）

　　5.基于局部性的最少链接（Locality-Based Least Connections Scheduling）

　　6.带复制的基于局部性最少链接（Locality-Based Least Connections with Replication Scheduling）

　　7.目标地址散列调度（Destination Hashing Scheduling）

　　8.源地址散列调度（Source Hashing Scheduling）

二、一个案例实现dr和防火墙标记（https的实现）

1、Lvs-dr实现要注意的三个问题：

1）多个的虚拟vip地址

2）解决arp广播时real server 也做出回应

3）实现回应请求的路由源地址是vip地址

2.两台server的基本配置

[root@localhost ~]# sysctl -a |gerp arp （过滤与arp有关的）

[root@localhost ~]# echo "net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1" >>/etc/sysctl.conf 

[root@localhost ~]# echo "net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2" >>/etc/sysctl.conf 

（追加给这个配置文件实现arp广播时不作出任何的回应，主要解决问题二）

[root@localhost ~]# sysctl -p （使配置立即生效）

[root@localhost ~]# route add -host 192.168.1.101 dev lo:0 （主要解决问题三）

两台server在setup下设置地址和添加一个lo：0，lookback接口，并配上1.101的vip虚拟地址，在diector 分发装置的ip地址添加一个eth0:0地址，配置虚拟地址。

3.安装apache实现web的发布，在两台server上

[root@localhost Server]# yum install httpd-2.2.3-22.el5.i386.rpm

[root@localhost Server]# cd /var/www/html/

[root@localhost html]# echo "hua1">index.html

[root@localhost html]# service httpd start

Starting httpd:                                            [  OK  ]

4.在director分发装置上安装ipvsadm的工具

[root@localhost ~]# yum list all |grep ipvs （列出yum库中全部与ipvs有关的）

[root@localhost Cluster]# yum install ipvsadm-1.24-8.1.i386.rpm 

[root@localhost Cluster]# ipvsadm -A -t 192.168.1.101:80 -s rr （设置要访问的地址，-s调度为rr轮询）

[root@localhost Cluster]# ipvsadm -a -t 192.168.1.101:80 -r 192.168.1.200 -g （通过虚拟ip转给哪个server）

[root@localhost Cluster]# ipvsadm -a -t 192.168.1.101:80 -r 192.168.1.201 -g 

[root@localhost Cluster]# ipvsadm -L 

[root@localhost Cluster]# ipvsadm -ln （查看规则）

这样就可以测试成功了。

三、通过防火墙标记实现持久的连接（http和https在同一个server上）

配置认证功能，不在详解。

1、[root@localhost html]# cd /etc/pki/

[root@localhost pki]# vim tls/openssl.cnf （里面做简单的改变）

[root@localhost ~]# cd /etc/pki/CA/

[root@localhost CA]# mkdir crl certs newcerts （创建三个目录）

[root@localhost CA]# touch serial index.txt （创建两个文件）

[root@localhost CA]# echo "01" >serial  （CA里面的）必须做不然会出错

[root@localhost CA]# openssl genrsa 1024 >private/cakey.pem（产生私钥的文件）

[root@localhost CA]# chomod 600 private/* （改变权限）

[root@localhost CA]# openssl req -new -key private/cakey.pem -x509 -out cacert.pem（产生证书文件）

[root@localhost CA]# mkdir -pv /etc/httpd/cert （创建一个目录放站点的证书）

mkdir: created directory `/etc/httpd/cert'

[root@localhost CA]# cd /etc/httpd/cert/

[root@localhost cert]# openssl genrsa 1024 >httpd.key

Generating RSA private key, 1024 bit long modulus

......................++++++

.......................++++++

e is 65537 (0x10001)

[root@localhost cert]# openssl req -new -key httpd.key -out httpd.csr

[root@localhost cert]# openssl ca -in httpd.csr -out httpd.cert

2、要实现https需要ssl的支持，还要安装ssl （两台server都要做这样的配置）

[root@localhost Server]# yum list all |grep ssl

[root@localhost Server]# yum install mod_ssl-2.2.3-22.el5.i386.rpm -y

[root@localhost Server]# vim /etc/httpd/conf.d/ssl.conf （编辑ssl的主配置文件）

112 行SSLCertificateFile /etc/httpd/cert/httpd.cert （证书文件的所在的路径）

119 行SSLCertificateKeyFile /etc/httpd/cert/httpd.key（私钥在的路径）

128 行SSLCertificateChainFile /etc/pki/CA/cacert.pem（证书链所在的路径）

[root@localhost Server]# service httpd restart （做完配置别忘了重启服务）

3、iptables规则中mangle表格的配置

[root@localhost Cluster]# iptables -t mangle -A PREROUTING -p tcp --dport 80 -d 192.168.1.101 -j MARK --set-mark 10

[root@localhost Cluster]# iptables -t mangle -A PREROUTING -p tcp --dport 443 -d 192.168.1.101 -j MARK --set-mark 10

[root@localhost Cluster]# iptables -t mangle -L -v -n

[root@localhost Cluster]# service iptables save（保存配置）

4、配置ipvsadm的规则

[root@localhost Cluster]# ipvsadm -A -f 10 -s rr  -p 1800 （-f为防火墙打标记，-p为超时时间）

[root@localhost Cluster]# ipvsadm -a -f 10 -r 192.168.1.200 -g

[root@localhost Cluster]# ipvsadm -a -f 10 -r 192.168.1.201 -g

实现的效果是，在1800s的时间内，连接都是一台server，要是再有另一台ip主机连接就会到另一台服务器。