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LVS负载均衡策略的部署与应用

运维开发网 https://www.qedev.com 2020-06-04 13:56 出处:51CTO 作者:wx5ed6455937203
负载均衡可分为四层负载均衡和七层负载均衡,四层负载均衡策略中典型的实现方式为LVS负载均衡LVS简介LVS负载均衡中有三种调度方法,分别为:NAT(NetworkAddressTranslation网络地址转换)、TUN(tunnel隧道)、DR(directroute直接路由)LVS-DRDR模式下需要LVS服务器和后台服务器绑定同一个VIP,一个请求过来时,LVS只需要将网络帧的MAC地址修改

负载均衡可分为四层负载均衡和七层负载均衡,四层负载均衡策略中典型的实现方式为LVS负载均衡

LVS简介

LVS负载均衡中有三种调度方法,分别为:NAT(Network Address Translation网络地址转换)、TUN(tunnel 隧道)、DR(direct route 直接路由)

LVS-DR

DR模式下需要LVS服务器和后台服务器绑定同一个VIP, 一个请求过来时,LVS只需要将网络帧的MAC地址修改为其中一台后台服务器的MAC,该包就会被转发到相应的服务器处理,当服务器返回响应时,只要直接向用户的IP地址返回即可,不再经过LVS服务器

优缺点:

1)lvs接收请求输入,将请求转发给RS,由RS输出响应给用户,性能非常高。

2)不足之处是要求负载均衡器与RS在一个物理段上

LVS-TUN

LVS-TUN模式是通过ip隧道技术减轻lvs调度服务器的压力,很多时候服务器收到的请求包很短小,但应答包通常很大,负载均衡器只负责将请求包分发给后台服务器,后台服务器会直接将应答包返回给用户。因此,负载均衡器能处理很巨大的请求量。

优缺点:

1)性能比LVS-NAT模式要高的多,且不限制负载均衡器与后台服务器在一个物理段上

2)不足之处是需要所有的服务器都要支持"IP Tunneling"协议

LVS-NAT

LVS-NAT模式是一种外网和内网地址映射的技术。在NAT模式中,LVS需要作为后台服务器的网关,当客户端访问LVS服务器的外网网卡IP地址时,LVS会将数据包的目标IP地址改为后台服务器的IP地址;当后台服务器返回响应时,同样需要通过LVS服务器作为网关进行中转,LVS服务器会将数据包的源地址改为LVS服务器的外网网卡IP地址,因此客户端会认为响应是LVS服务器返回的

优缺点:

1)可以有效把后台服务器IP地址隐藏起来

2)NAT模式请求和响应都需要经过lvs,性能没有DR模式好

前期准备

准备三台centos7,配置IP地址和hostname,同步时间,关闭防火墙和seLinux,配置IP地址和hostname映射

hostname ip
node1 192.168.29.143
node2 192.168.29.142
node3 192.168.29.144

在node2和node3中部署httpd服务并修改首页内容

[root@node2 ~]# yum install httpd -y
[root@node2 ~]# echo node2 > /var/www/html/index.html
[root@node3 ~]# yum install httpd -y
[root@node3 ~]# echo node3 > /var/www/html/index.html
[root@node2 ~]# systemctl start httpd
[root@node3 ~]# systemctl start httpd

node1部署ipvsadm

[root@node1 ~]# yum install ipvsadm -y
[root@node1 ~]# systemctl start ipvsadm.service

部署LVS-DR

node1端设置部署

添加VIP和设置路由表

[root@node1 ~]# ifconfig ens33:0 192.168.29.122 broadcast 192.168.29.122 netmask 255.255.255.255 up
[root@node1 ~]#  route add -host 192.168.29.122 dev ens33:0

开启包转发功能

[root@node1 ~]# echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward

设置ipvsadm转发规则

#先清除所有转发规则
[root@node1 ~]# ipvsadm --clear
[root@node1 ~]# ipvsadm -A -t 192.168.29.122:80 -s rr
[root@node1 ~]#  ipvsadm -a -t 192.168.29.122:80 -r 192.168.29.142:80 -g -w 1
[root@node1 ~]#  ipvsadm -a -t 192.168.29.122:80 -r 192.168.29.144:80 -g -w 1
#设置完成后查看状态
[root@node1 ~]# ipvsadm
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  node1:http rr
  -> node2:http                   Route   1      0          0         
  -> node3:http                   Route   1      0          0         

#选项说明:
-A:添加一个虚拟服务,使用ip地址、端口号、协议来唯一定义一个虚拟服务
-t:使用TCP服务,该参数后需加主机与端口信息
-s:指定lvs的调度算法
rr:轮询算法
-a:添加一台真实服务器
-r:设置真实服务器IP与端口
-g:设置lvs工作模式为DR直连路由
-w:指定真实服务器权重

node2和node3设置部署

添加VIP和设置路由表

[root@node2 ~]# ifconfig lo:0 192.168.29.122 broadcast 192.168.29.122 netmask 255.255.255.255 up
[root@node2 ~]# route add -host 192.168.29.122 dev lo:0
[root@node3 ~]# ifconfig lo:0 192.168.29.122 broadcast 192.168.29.122 netmask 255.255.255.255 up
[root@node3 ~]# route add -host 192.168.29.122 dev lo:0

关闭arp解析

[root@node2 ~]# echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
[root@node2 ~]# echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce 
[root@node2 ~]# echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
[root@node2 ~]# echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce 
[root@node2 ~]# sysctl -p 
[root@node3 ~]# echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
[root@node3 ~]# echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce 
[root@node3 ~]# echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
[root@node3 ~]# echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce 
[root@node3 ~]# sysctl -p 

测试验证

浏览器访问http://192.168.29.122,刷新则会按照轮询算法自动进行负载均衡

LVS负载均衡策略的部署与应用

LVS负载均衡策略的部署与应用

部署LVS-TUN

node1端设置部署

添加VIP

[root@node1 ~]# ip addr add 192.168.29.122 dev ens33:0

开启包转发功能

[root@node1 ~]# echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward

设置ipvsadm转发规则

#先清除所有转发规则
[root@node1 ~]# ipvsadm --clear
[root@node1 ~]# ipvsadm -A -t 192.168.29.122:80 -s rr
[root@node1 ~]#  ipvsadm -a -t 192.168.29.122:80 -r 192.168.29.142:80 -i
[root@node1 ~]#  ipvsadm -a -t 192.168.29.122:80 -r 192.168.29.144:80 -i
#设置完成后查看状态
[root@node1 ~]# ipvsadm
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  node1:http rr
  -> node2:http                   Tunnel  1      1          2         
  -> node3:http                   Tunnel  1      0          1         
#选项说明:
-i:设置lvs工作模式为TUN隧道

node2和node3设置部署

添加tunl0隧道

modeprobe ipip

添加VIP

[root@node2 ~]# ip addr add 192.168.29.122 dev tunl0 
[root@node2 ~]#ip link set tunl0 up 
[root@node3 ~]# ip addr add 192.168.29.122 dev tunl0 
[root@node3 ~]#ip link set up tunl0

关闭arp解析

[root@node2 ~]# vi /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.tunl0.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.tunl0.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.tunl0.rp_filter = 0
net.ipv4.conf.all.rp_filter = 0
[root@node2 ~]# sysctl -p
[root@node3 ~]# vi /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.tunl0.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.tunl0.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.tunl0.rp_filter = 0
net.ipv4.conf.all.rp_filter = 0
[root@node3 ~]# sysctl -p

测试验证

浏览器访问http://192.168.29.122,刷新则会按照轮询算法自动进行负载均衡

LVS负载均衡策略的部署与应用

LVS负载均衡策略的部署与应用

部署LVS-NAT

在部署LVS-NAT架构前需要在调度机上安装两块网卡,一块为内网地址,另一块为外网地址

内网ip 外网ip
192.168.29.143 192.168.31. 128

node1端设置部署

开启包转发功能

[root@node1 ~]# echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward

设置ipvsadm转发规则

#先清除所有转发规则
[root@node1 ~]# ipvsadm --clear
[root@node1 ~]# ipvsadm -A -t 192.168.31.128:80 -s rr
[root@node1 ~]#  ipvsadm -a -t 192.168.31.128:80 -r 192.168.29.142:80 -m
[root@node1 ~]#  ipvsadm -a -t 192.168.31.128:80 -r 192.168.29.144:80 -m
#设置完成后查看状态
[root@node1 ~]# ipvsadm
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  node1:http rr
  -> node2:http                   Masq    1      0          0         
  -> node3:http                   Masq    1      0          0         
#选项说明:
-m:设置lvs工作模式为NAT地址转换模式

node2和node3设置部署

设置路由表

[root@node2 ~]# route add -net 192.168.31.0/24 gw 192.168.29.143
[root@node3 ~]# route add -net 192.168.31.0/24 gw 192.168.29.143

测试验证

LVS负载均衡策略的部署与应用

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