LVS简介及LVS-DR搭建

目录

一. LVS简介：

1.简介

2. LVS工作模式：

3. LVS调度算法：

4. LVS-DR集群介绍：

二.LVS-DR搭建

 1.RS配置

1）两台RS，需要下载好httpd软件并准备好配置文件

 2）添加虚拟IP（vip）、添加访问本地vip的静态路由并抑制ARP

 2.DS

1）安装ipvsadm

2） 添加虚拟IP(vip)：

3）添加服务

一. LVS简介：

1.简介

     LVS（Linux Virtual Server）是一个开源的负载均衡软件，可以在Linux操作系统上实现高可用性和可扩展性。它使用IP负载均衡技术来分发网络流量到多个后端服务器，从而提高系统的性能和可靠性。LVS通过在负载均衡器与后端服务器之间建立虚拟IP地址和端口的映射关系，来实现负载均衡。

2. LVS工作模式：

LVS相关术语
名称缩写说明
虚拟IP地址（Virtual IP Address）   VIP Director用于向客户端计算机提供服务的IP地址
真实IP地址（Real Server IP Address RIP 在集群下面节点上使用的IP地址
Director的IP地址（Director IP Address） DIPDirector用于连接内外网网络的IP地址
客户端主机IP地址（Client IP Address）CIP客户端用户计算机请求集群服务器的IP地址，该地址用作 发送给集群的请求的源IP地址

LVS有三种主要的工作模式：

  • LVS-DR模式：在LVS-DR模式下，LVS负载均衡器使用一个虚拟IP地址（VIP）作为前端地址，通过集群技术将VIP绑定到负载均衡器上。当客户端发送请求时，请求会到达负载均衡器。负载均衡器通过修改目标MAC地址将请求直接转发给后端服务器，同时保持源IP地址不变。服务器处理请求后，将响应直接返回给客户端，绕过负载均衡器。
  • LVS-NAT模式：LVS-NAT（Network Address Translation）模式中，负载均衡器将客户端请求的目标IP地址和端口修改为后端服务器的IP地址和端口，并将修改后的请求转发给相应的服务器。后端服务器处理请求后，将响应返回给负载均衡器，再由负载均衡器将响应返回给客户端。
  • LVS-TUN模式：LVS-TUN（IP Tunneling）模式中，负载均衡器将客户端请求封装在一个新的IP包中，并通过IP隧道（IP Tunnel）转发到后端服务器。服务器收到请求后，处理并将响应返回给负载均衡器，再由负载均衡器将响应返回给客户端。

图解如下：

        特别提示：（VS/DR）模式是互联网使用的最多多的一种模式，在LVS-DR配置中，Director将所有入站请求转发给集群内部节点，但集群内部的节点直接将他们的回复发送给客户端计算机（没有通过Director回来）。

3. LVS调度算法：

  • LVS负载均衡器使用调度算法来决定将请求转发到哪个后端服务器。
  • 调度方法决定了如何在这些集群节点之间分布工作负荷。

        当Director收到来自客户端计算机访问她的VIP上的集群服务的入站请求时，Director必须决定那个集群节点应该获得请求。Director可用于做出该决定的调度方法分成两个基本类别：

固定调度算法：rr，wrr，dh，sh

动态调度算法：wlc，lblc，lblcr，SED，NQ（后两种官方站点没提到）

最常用的四种调度算法：

  • 轮询（Round Robin）：“轮询”调度也叫1:1调度，调度器通过“轮询”调度算法将外部用户请求按顺序1:1的分配到集群中的每个 Real Server上，这种算法平等地对待每一台Real Server，而不管服务器上实际的负载状况和连接状态。即：按照服务器列表的顺序依次分配请求。
  • 加权轮询（Weighted Round Robin）：“加权轮询”调度算法是根据Real Server的不同处理能力来调度访问请求。可以对每台Real Server设置 不同的调度权值，对于性能相对较好的Real Server可以设置较高的权值，而对于处理能力较弱的Real Server，可以设置较低的权值，这样保证了处理能力强的服务器处理更多的访问流量。充分合理的利用 了服务器资源。同时，调度器还可以自动查询Real Server的负载情况，并动态地调整其权值。即：根据服务器的权重给予不同的请求分配比例。
  • 最少连接数（Least Connections）：“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。根据客户端的IP地址进行哈希计算，并将请求发送给与哈希结果匹配的服务器。即：将请求发送给当前连接数最少的服务器。
  • 加权最少链接调度（Weighted Least Connections） “加权最少链接调度”是“最少连接调度”的超集， 每个服务节点可以用相应的权值表示其处理能力，而系统管理员可以动态的设置相应的权值，缺省权值 为1，加权最小连接调度在分配新连接请求时尽可能使服务节点的已建立连接数和其权值成正比。即：通过权值和已建立连接数来确定负载均衡器分配连接请求的优先级。

4. LVS-DR集群介绍：

LVS-DR（Direct Routing）模式是LVS中最常用的一种模式。在LVS-DR模式下，负载均衡器通过ARP协议将客户端请求的目标MAC地址修改为后端服务器的MAC地址，并直接将请求转发给目标服务器。后端服务器处理请求后，将响应发送回客户端，绕过负载均衡器。

工作原理：

  1. 外部客户端发送请求到LVS集群的虚拟IP地址（VIP）。

  2. 请求到达LVS负载均衡器，并根据选定的调度算法选择一个后端服务器。

  3. 负载均衡器通过ARP协议将请求的目标MAC地址修改为目标服务器的MAC地址。

  4. 负载均衡器将修改后的请求直接转发给目标服务器。

  5. 目标服务器处理请求并生成响应。

  6. 服务器将响应直接发送给客户端，绕过负载均衡器。

二.LVS-DR搭建

 1.RS配置

1）两台RS，需要下载好httpd软件并准备好配置文件

#RS1
#下载httpd
yum install -y httpd
#定义配置文件
echo this is RS2 > /var/www/html/index.html
#查看配置文件
cat /var/www/html/index.html 
#结果显示
this is RS2
#重启服务
systemctl start httpd
#查看是否成功
curl 192.168.136.135
#结果显示
this is RS1#RS2
#下载httpd
yum install -y httpd
#定义配置文件
echo this is RS2 > /var/www/html/index.html
#查看配置文件
cat /var/www/html/index.html 
#结果显示
this is RS2
#重启服务
systemctl start httpd
#查看是否成功
curl 192.168.136.136
#结果显示
this is RS2

 2）添加虚拟IP（vip）、添加访问本地vip的静态路由并抑制ARP

#RS1
#在本地环回接口创建子接口并添加虚拟IP。ifconfig开机失效
ifconfig lo:11 192.168.136.11 netmask 255.255.255.255 up
#添加静态路由。route同样开机失效
route add -host 192.168.136.11 dev lo
#抑制ARP
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#RS2
#在本地环回接口创建子接口并添加虚拟IP。ifconfig开机失效
ifconfig lo:22 192.168.136.22 netmask 255.255.255.255 up
#添加静态路由。route同样开机失效
route add -host 192.168.136.22 dev lo
#抑制ARP
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

 2.DS

1）安装ipvsadm

#下载ipvsadm
yum install ipvsadm -y
#开启ipvsadm服务
systemctl start ipvsadm

2） 添加虚拟IP(vip)：

ifconfig ens33:11 192.168.136.11 netmask 255.255.255.0 up

3）添加服务

ipvsadm -C  
##清空ipvsadm配置ipvsadm -At 192.168.136.11:80 -s rr  
##配置LVS虚拟IP（VIP）ipvsadm -at 192.168.136.11:80 -r 192.168.136.135:80 -g 
##配置后端真实服务器ipvsadm -at 192.168.136.11:80 -r 192.168.136.136:80 -g
##配置后端真实服务器ipvsadm -Ln  
##查看ipvsadm配置

 删除命令如下：

ipvsadm -D -t 192.168.136.11:80 -s wrr  

##删除LVS虚拟IP配置
 
ipvsadm -d -t 192.168.136.11:80 -r 192.168.136.135:80
ipvsadm -d -t 192.168.136.11:80 -r 192.168.136.136:80
##删除后端真实服务器配置

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