linux下lvs搭建负载均衡集群

2021-12-29 11:22:02

常用的负载均衡开源软件有： nginx、lvs、keepalived

商业的硬件负载设备： F5、Netscale

1、 LB、LVS介绍

LB集群是load balance 集群的简写，翻译成中文就是负载均衡集群；

LVS是一个实现负载均衡集群的开源软件项目；

LVS架构从逻辑上可分为调度层(Director)、server集群层(Real server)和共享存储层；

LVS可分为三种工作模式:

NAT(调度器将请求的目标ip即vip地址改为Real server的ip, 返回的数据包也经过调度器，调度器再把源地址修改为vip)

TUN(调度器将请求来的数据包封装加密通过ip隧道转发到后端的real server上，而real server会直接把数据返回给客户端，而不再经过调度器)

DR(调度器将请求来的数据包的目标mac地址改为real server的mac地址，返回的时候也不经过调度器，直接返回给客户端)

LVS的调度算法：轮叫调度(Round Robin)(简称rr) ,加权轮叫(Weighted Round Robin)(简称wrr),最少链接(least connection)(LC),加权最少链接(Weighted Least Connections)(WLC) 等等；

2、LVS/NAT 配置

准备工作：

需要准备三台机器干净的centos6.6系统，Director机器需要安装两块网卡；

三台服务器一台作为director, 两台作为real server

Director 有一个外网ip：192.168.22.11 和一个内网ip：192.168.11.11

两台Real Server 只有内网ip为：192.168.11.100 和 192.168.11.101，并且需要设置内网网关为director的内网ip：192.168.11.11

DEVICE=eth1 
TYPE=Ethernet

ONBOOT=yes
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.11.100
GATEWAY=192.168.11.11

更改完网关后需要重启网卡，先down后up，在一条命令实现；如果ifdown之后，ssh会中断；

# ifdown eth1 && ifup eth1

Director上安装ipvsadm：#yum install -y ipvsadm

两台real server安装nginx，需要先安装epel扩展源。

yum install -y epel-release

yum install -y nginx

安装完成后启动nginx：/etc/init.d/nginx start

更改三台服务器的hostname为 dr、rs1、rs2

Direcotr 上 vi /usr/local/sbin/lvs_nat.sh //增加如下内容：

#! /bin/bash
 
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
 
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/send_redirects

echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/default/send_redirects

echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/send_redirects

echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth1/send_redirects
 
iptables -t nat -F
iptables -t nat -X

iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.11.0/24  -j MASQUERADE
 
IPVSADM='/sbin/ipvsadm'
$IPVSADM -C
$IPVSADM -A -t 192.168.22.11:80 -s wlc
$IPVSADM -a -t 192.168.22.11:80 -r 192.168.11.100:80 -m -w 2
$IPVSADM -a -t 192.168.22.11:80 -r 192.168.11.101:80 -m -w 1

直接运行这个脚本就可以完成lvs/nat的配置了:

/bin/bash /usr/local/sbin/lvs_nat.sh

dr查看nat的iptables

[root@dr ~]# iptables -t nat -nvL
Chain POSTROUTING (policy ACCEPT 1 packets, 124 bytes)

 pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination         

    0     0 MASQUERADE  all  --  *      *      192.168.11.0/24      0.0.0.0/0

ipvsadm -ln 查看ipvsadm的规则

浏览器打开192.168.11.100、192.168.11.101显示nginx的欢迎页面

在rs1、rs2上面修改html文件，用来区分；

[root@rs1 ~]# cat /usr/share/nginx/html/index.html

 rs1rs1rs1

[root@rs2 ~]# cat /usr/share/nginx/html/index.html

 rs2rs2rs2

通过浏览器测试两台机器上的内容

浏览器打开 192.168.22.11，会显示rs1或rs2的html内容；来回切换说明试验OK；

更改轮询规则为wlc，权重为2，进行测试

用另一台linux机器curl测试，出现2次1，1次2，来回切换说明OK；

[root@localhost ~]# curl 192.168.22.11
rs1rs1rs1

[root@localhost ~]# curl 192.168.22.11
rs1rs1rs1

[root@localhost ~]# curl 192.168.22.11
rs2rs2rs2

在dr机器上ipvsadm -ln可以查看，权重比，保持的链接比大概一样；

  -> RemoteAddress:Port       Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.22.11:80 wlc

  -> 192.168.11.100:80            Masq   2      0          26        

  -> 192.168.11.101:80            Masq   1      0          13

3、LVS/DR 配置

DR模式中，director只负责分发，只有进入的流量，吞吐量会非常大；real server直接给用户提供数据，安全性会降低；

DR中的机器都需要配置公网ip，虚拟的ip每台机器都需要配置，用户请求的时候请求虚拟ip，返回的时候为轮询rs提供；

三台机器，每台机器只需要配置1个ip，vip是用脚本执行后会出现的，不用手动设置；

director（eth1:192.168.11.11 vip eth1:0 192.168.11.110）

real server1（eth1:192.168.11.100 vip lo:0: 192.168.11.110）

real server1（eth1:192.168.11.101 vip lo:0: 192.168.11.110）

Director 上 vim /usr/local/sbin/lvs_dr.sh //增加下面的内容

#! /bin/bash

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

ipv=/sbin/ipvsadm
vip=192.168.11.110
rs1=192.168.11.100
rs2=192.168.11.101

ifconfig eth1:0 $vip broadcast $vip netmask 255.255.255.255 up
route add -host $vip dev eth1:0
$ipv -C
$ipv -A -t $vip:80 -s rr
$ipv -a -t $vip:80 -r $rs1:80 -g -w 1
$ipv -a -t $vip:80 -r $rs2:80 -g -w 1

两台rs上：vim /usr/local/sbin/lvs_dr_rs.sh

#! /bin/bash
vip=192.168.11.110

ifconfig lo:0 $vip broadcast $vip netmask 255.255.255.255 up
route add -host $vip 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

然后director上执行: bash /usr/local/sbin/lvs_dr.sh

两台rs上执行: bash /usr/local/sbin/lvs_dr_rs.sh

执行完成后ifconfig可以显示虚拟ip地址；dr显示eth1:0，rs1、rs2显示lo:0；

eth1:0    Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:70:4E:58  

          inet addr:192.168.11.110  Bcast:192.168.11.110  Mask:255.255.255.255

          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1

          Interrupt:18 Base address:0x2080 

lo:0      Link encap:Local Loopback  

          inet addr:192.168.11.110  Mask:255.255.255.255

          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1

ipvsadm -ln 列出规则

[root@dr ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags

  -> RemoteAddress:Port      Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.11.110:80 rr

  -> 192.168.11.100:80       Route    1          0         3         

  -> 192.168.11.101:80       Route    1          0         3

单独启动一台linux机器进行测试，浏览器测试有缓存不明显；

curl 192.168.11.110 进行测试，各出现1次说明rr轮询规则OK；

[root@localhost ~]# curl 192.168.11.110
rs1rs1rs1

[root@localhost ~]# curl 192.168.11.110
rs2rs2rs2

[root@localhost ~]# curl 192.168.11.110
rs1rs1rs1

[root@localhost ~]# curl 192.168.11.110
rs2rs2rs2

更改轮询算法为wrr，权重为2；然后执行文件，报错提示文件已存在；原因是/usr/local/sbin/lvs_dr.sh脚本文件里面已经up了eth1:0，所以需要在脚本里面增加：ifconfig eth1:0 down，之后就不会报错；

$ipv -A -t $vip:80 -s wrr
$ipv -a -t $vip:80 -r $rs1:80 -g -w 2
$ipv -a -t $vip:80 -r $rs2:80 -g -w 1

[root@dr ~]# bash /usr/local/sbin/lvs_dr.sh
SIOCADDRT: 文件已存在

其中一台rs如果挂了之后，还是会轮询访问，所以会出现一会能打开一会打不开；

模拟，rs2停止nginx：/etc/init.d/nginx stop

使用curl测试，请求还是会发送到rs2上面，但是已经提示不能连接到主机；

[root@localhost ~]# curl 192.168.11.110
rs1rs1rs1

[root@localhost ~]# curl 192.168.11.110
rs1rs1rs1

[root@localhost ~]# curl 192.168.11.110
curl: (7) couldn't connect to host

lvs本身不会剔除已经死掉的real server，所以需要结合keeplived；

本文转自模范生 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/mofansheng/1659585，如需转载请自行联系原作者

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