LVS(Linux Virtual Server)集群,(1)NAT模式

Cluster：集群，为了解决某个特定问题将多台计算机组合起来形成的单个系统。

集群分为三种类型：

LB(Load Balancing)，负载均衡，多个主机组成，每个主机只承担一部分访问请求

HA(High Availiablity)，高可用，避免单点故障

HPC(High-performance computing)，高性能

LVS一共有三种工作模式：DR，Tunnel，NAT

轮询(Round Robin)：将收到的访问请求按照顺序轮流分配给群集中的各节点。

加权轮询(Weighted Round Robin)：根据调度器设置的权重值来分发请求，权重值越高，越优先获得任务并且分配的请求越多。

最少连接(Least Connections)：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。

加权最少连接数(Weighted Least Connections)：在服务器节点的性能差异较大的情况下，调度器根据节点服务器负载自动调整权重。

集群：同一个业务系统，部署在多台服务器上。

集群设计原则：

可扩展性—集群的横向扩展能力

可用性—无故障时间

性能—访问响应时间

容量—单位时间内的最大并发吞吐量

软件：

lvs：阿里四层SLB使用四层的nginx负载均衡软件，内核中的功能性能强，功能少，百万级别的并发。

nginx：支持七层调度，阿里七层SLB使用Tengine，4层，3-6w并发

haproxy：支持七层调度，反向，十万级别(不太会用到)

LVS：调度器，负载均衡软件，类似于nginx，4层协议的代理

IPVS sheduler调度算法

LVS，负载调度器，内核集成。阿里的四层SLB是基于LVS+keepalived实现。

LVS集群中的术语：

VS(Virtual Server,VS)代理服务器，DS(Director Server)，Dispatcher调度器

RS(real Server,RS)真实服务器：upstream server(nginx),backend server(paproxy),真实服务器

CIP(Client IP):客户机IP

VIP(Virtual Server IP):代理服务器的IP，外网IP

DIP(Director IP)VS内网的IP，代理服务器的IP

RIP(Real server IP)：真实服务器的IP地址

LVS调度算法，调度算法分为两种，静态方法和动态方法。

静态方法就是不管后端真实服务器的状态，根据自身算法进行调度。

动态方法是会根据后端服务器的状态来进行调度。

仅根据算法本身进行调度。

静态：

RR：RoundRobin，轮询，常用
WRR：加权轮询，常用，先算总权重，再用自己的权重去除以总权重

SH，实现session sticky，源IP地址hash，将来自于同一个IP地址的请求始终发往第一次挑中的RS，从而实现会话绑定

DH，目的地址哈希，第一次轮询调度至RS

动态：

一个参考值来确定服务器是否忙，值越小代表服务器越空闲，就会优先调度个空闲的服务器
根据RS当前的负载状态及调度算法进行调度Overhead=value值，小的值被调度

1.LC：适用于长连接应用，最小连接数，不考虑权重

公式：Overhead=activeconns*256+inactiveconns

值=活动连接*256+非活动连接。没有权重

2.WLC：带权重的，weight，默认调度，加权最小连接数，第一轮不合理，都是一样的优先级

公式：Overhead=(activeconns*256+inactiveconns)/weight

值=(活动连接*256+非活动连接)/权重。有权重

3.SED：初始连接高权重优先，只检查活动连接，而不考虑非活动连接，权重小的，空闲的
公式：Overhead=(activeconns+1)*256/weight

值=(活动连接+1)*256/权重。

4.NQ：第一轮均匀分配，后续SED

ipvsadm 工具，选项说明

-A：添加虚拟服务器

-D：删除整个虚拟服务器

-s：指定负载调度算法

-a：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

ipvsadm -C #清空

ipvsadm -R #重载
ipvsadm -A -t 12.0.0.1:80 -s rr   #添加虚拟服务器，代理服务器

#添加真实服务器

ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.114.20:80 -m

ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.114.30:80 -m

通过yum安装：
yum install ipvsadm -y
 

NAT模式，LVS负载均衡部署

需要四台机子

7-1作为LVS是调度服务器，7-2作为真实服务器1，7-3作为真实服务器2，7-4作为客户端。

一次访问可能是192.168.114.20，那么下一次可能是192.168.114.30

systemctl stop firewalld

setenforce 0

在7-2和7-3真实服务器上配置httpd，准备主页文件。和指定网关

[root@Node3 ~]#:yum install -y httpd

[root@Node3 ~]#:systemctl start httpd
[root@Node3 ~]#:echo "7-3" > /var/www/html/index.html

7-2同理：

[root@Node2 ~]#:yum install -y httpd

[root@Node2 ~]#:systemctl start httpd
[root@Node2 ~]#:echo "7-2" > /var/www/html/index.html

这里，网页主页就配置好了,还需要修改两台的网关，设置为调度服务器的ens33网卡的地址

[root@Node3 ~]#:vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33

IPADDR=192.168.114.30
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.114.10

[root@Node3 ~]#:systemctl restart network

7-2同理:

[root@Node2 ~]#:vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33

IPADDR=192.168.114.20
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.114.10

[root@Node2 ~]#:systemctl restart network

总结：httpd服务，主页面配置。网络配置，指定网关。

7-1上LVS调度服务器

添加一块网卡，设为仅主机模式

修改ens36网卡：(刚添加的网卡，我这里叫ens36)

[root@Node1 ~]#:cd /etc/sysconfig/network-scripts/

[root@Node1 network-scripts]#:cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens36 -a

[root@Node1 network-scripts]#:vim ifcfg-ens36

#把UUID删了，修改网卡名称为ens36
IPADDR=12.0.0.1
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=12.0.0.1

[root@Node1 network-scripts]#:systemctl restart network

#开启路由转发：

[root@Node1 network-scripts]#:vim /etc/sysctl.conf

net.ipv4.ip_forward = 1

sysctl -p[root@Node1 network-scripts]#:sysctl -p
net.ipv4.ip_forward = 1

#添加真实服务器和虚拟服务器(节点服务器)

[root@Node1 ~]#:yum install -y ipvsadm

[root@Node1 ~]#:systemctl start ipvsadm
Job for ipvsadm.service failed because the control process exited with error code. See "systemctl status ipvsadm.service" and "journalctl -xe" for details.

#需要这个文件目录
[root@Node1 ~]#:ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm 
[root@Node1 ~]#:systemctl start ipvsadm

#添加虚拟服务器：

[root@Node1 ~]#:ipvsadm -A -t 12.0.0.1:80 -s rr

#添加两个真实服务器：

[root@Node1 ~]#:ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.114.20:80 -m
[root@Node1 ~]#:ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.114.30:80 -m

7-4作为客户端

改成主机模式：点确定

[root@Node4 ~]#:vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33

IPADDR=12.0.0.100
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=12.0.0.1

#重启网络

[root@Node4 ~]#:systemctl restart network

测试：

实现NAT模式LVS负载均衡

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