LVS负载均衡测试

    LVS的IP负载均衡技术：是通过IPVS模块来实现的，IPVS是LVS集群系统的核心软件。它的主要作用是：安装在 Director Server（前端服务器）上，同时Director Server上虚拟出一个IP地址（VIP），用户必须通过这个虚拟的VIP地址访问服务。访问请求首先经过VIP到达负载均衡调度器，然后由负载均衡调度器根据设定好的算法 从 Real Server 列表中选取一个服务节点响应用户请求。通过LVS提供的负载均衡技术和linux系统实现一个高性能、高可用的服务器集群，它具有良好的可靠性、可扩展性和可操作性，成本低廉的特性。

一、LVS负载均衡的机制

NAT 网络地址转换模式
TUN 使用IP隧道技术 IP隧道模式
DR 使用直接路由技术 直接路由模式

优缺点：

NAT优点配置及管理简单。Director Server 和 Real Server 群组可以不再一个网段
缺点：要求 Director Server 必须要有两块网卡
Director Server很容易成为整个集群的性能瓶颈（所有都数据经过这里）
DR优点：性能最好
缺点：要求Director Server和所有的Real Server 必须在同一个网段中，不能实现集群的跨网段应用
TUN优点：性能介于 NAT 和 DR 模式之间Director Server 与 Real Server 可以再不同的网段内，即集群中的Real Server 可以再不同的城市
缺点： 需要的Real Server 服务器的内核中，必须编译支持IP Tunnel这个选项

二、负载调度算法

1.轮叫调度（Round Robin）
调度器通过“轮叫”调度算法将外部请求按顺序轮流分配到集群中的真实服务器上，它均等地对待每一台服务器，而不管服务器上实际的连接数和系统负载。
2.加权轮叫（Weighted Round Robin）
调度器通过“加权轮叫”调度算法根据真实服务器的不同处理能力来调度访问请求。这样可以保证处理能力强的服务器能处理更多的访问流量。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况，并动态地调整其权值。
3.最少链接（Least Connections）
调度器通过“最少连接”调度算法动态地将网络请求调度到已建立的链接数最少的服务器上。如果集群系统的真实服务器具有相近的系统性能，采用“最小连接”调度算法可以较好地均衡负载。
4.加权最少链接（Weighted Least Connections）
在集群系统中的服务器性能差异较大的情况下，调度器采用“加权最少链接”调度算法优化负载均衡性能，具有较高权值的服务器将承受较大比例的活动连接负载。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况，并动态地调整其权值。
5.基于局部性的最少链接（Locality-Based Least Connections）
“基于局部性的最少链接”调度算法是针对目标IP地址的负载均衡，目前主要用于Cache集群系统。该算法根据请求的目标IP地址找出该目标IP地址最近使用的服务器，若该服务器是可用的且没有超载，将请求发送到该服务器；若服务器不存在，或者该服务器超载且有服务器处于一半的工作负载，则用“最少链接”的原则选出一个可用的服务器，将请求发送到该服务器。
6.带复制的基于局部性最少链接（Locality-Based Least Connections with Replication）
“带复制的基于局部性最少链接”调度算法也是针对目标IP地址的负载均衡，目前主要用于Cache集群系统。它与LBLC算法的不同之处是它要维护从一个目标 IP地址到一组服务器的映射，而LBLC算法维护从一个目标IP地址到一台服务器的映射。该算法根据请求的目标IP地址找出该目标IP地址对应的服务器组，按“最小连接”原则从服务器组中选出一台服务器，若服务器没有超载，将请求发送到该服务器；若服务器超载，则按“最小连接”原则从这个集群中选出一台服务器，将该服务器加入到服务器组中，将请求发送到该服务器。同时，当该服务器组有一段时间没有被修改，将最忙的服务器从服务器组中删除，以降低复制的程度。
7.目标地址散列（Destination Hashing）
“目标地址散列”调度算法根据请求的目标IP地址，作为散列键（Hash Key）从静态分配的散列表找出对应的服务器，若该服务器是可用的且未超载，将请求发送到该服务器，否则返回空。
8.源地址散列（Source Hashing）
“源地址散列”调度算法根据请求的源IP地址，作为散列键（Hash Key）从静态分配的散列表找出对应的服务器，若该服务器是可用的且未超载，将请求发送到该服务器，否则返回空。

了解这些算法原理能够在特定的应用场合选择最适合的调度算法，从而尽可能地保持Real Server的最佳利用性。当然也可以自行开发算法，不过这已超出本文范围，请参考有关算法原理的资料。

详情参考：http://blog.csdn.net/ixidof/article/details/6673634

三、安装测试

关闭系统环境的SElinux 和 iptables。

1.nginx安装省略,以便演示使用，下面来安装DIP 机器lvs

1）安装依赖包

yum -y install popt libnl popt-devel libnl-devel popt-static 

2）下载、解压、安装ipvsadm包

wget http://www.linuxvirtualserver.org/software/kernel-2.6/ipvsadm-1.26.tar.gz

tar -zxvf ipvsadm-1.26.tar.gz

cd ipvsadm-1.26

查看linux内核版本，并建立软连接

#uname -r 
2.6.32-279.el6.i686
#ln -s /usr/src/kernels/2.6.32-279.el6.i686/ /usr/src/linux

编译、安装

make && make install

3) DIP 机器启动lvs脚本(以下是基于DR机制的wrr调度算法)

vi lvs-dr.sh

#!/bin/sh

# description: Start LVS of Director server

GW=192.168.36.1

#虚IP
VIP=192.168.36.200
#实IP
RIP1=192.168.36.99
RIP2=192.168.36.86

. /etc/rc.d/init.d/functions

logger $0 called with $1 

case "$1" in
start)
        echo "clear all iptables rules"
        /sbin/iptables -F
        echo "reset iptables counters"
        /sbin/iptables -Z

        # set tcp tcpfin udp connection timeout values
        /sbin/ipvsadm --set 30 5 60

        #set the Virtual  IP Address and sysctl parameter
        /sbin/ifconfig eth0:0 $VIP broadcast $VIP netmask 255.255.255.255 up

        # open ip forward
        echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

        # Clear IPVS rules/services
        /sbin/ipvsadm -C
        #set lvs
        /sbin/ipvsadm -A -t $VIP:80 -s wrr -p 3
        /sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP1:80 -g -w 10
        /sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP2:80 -g -w 10

        # add route
        #/sbin/route add -host $VIP dev eth0:0

        # add runing flag
        touch /var/lock/subsys/ipvsadm >/dev/null 2>&1
        # set arp
        /sbin/arping -I etho -c 5 -s $VIP $GW >/dev/null 2>&1
        echo "lvs start ok!"
;;
stop)
        echo "0" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
        /sbin/ipvsadm -C
        /sbin/ipvsadm -Z
        /sbin/ifconfig eth0:0 down
        #route del $VIP
        #/sbin/route del $VIP >/dev/null 2>&1

        rm -rf /var/lock/subsys/ipvsadm >/dev/null 2>&1
        /sbin/arping -I etho -c 5 -s $VIP $GW >/dev/null 2>&1
        echo "lvs start stoped!"
;;
status)
        if [ ! -e /var/lock/subsys/ipvsadm ];then
                echo "ipvsadm stoped"
        else
                echo "ipvsadm running"
        fi
;;
*)
        echo "Usage:$0 {start|stop|status}"
        exit 1
esac

执行命令启动： ./lvs-dr.sh start 

停止命令：./lvs-dr.sh stop 

4)RIP机器脚本

#!/bin/sh
VIP=192.168.36.200

. /etc/rc.d/init.d/functions
case "$1" in
start)
        ifconfig lo:0 $VIP netmask 255.255.255.255 broadcast $VIP up
        #/sbin/route add -host $VIP dev lo:0  
        echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
        echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
        echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
        echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
        sysctl -p >/dev/null 2>&1
        echo "Real Server start ok!"
;;
stop)
        ifconfig lo:0 down
        #route del $VIP >/dev/null 2>&1
        echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
        echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
        echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
        echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
        echo "Real Server stoped!"
;;
*)
        echo "Usage:$0 {start|stop}"
        exit 1
esac

执行命令启动： ./rip_server.sh start 

停止命令：./rip_server.sh stop 

5）启动脚本，即可验证。该配置属于DR方式，所以三台服务器必须都在一个交换机下，不能跨网段。

http://192.168.36.200/

参考：

http://ixdba.blog.51cto.com/2895551/554799

http://www.cnblogs.com/cnsanshao/archive/2013/03/20/2971498.html

http://www.uml.org.cn/zjjs/201306144.asp (prianha管理页面)