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Linux中使用LVS实现负载均衡

时间:2017-07-25 00:58:15      阅读:265      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:厉害的lvs是服务器减轻负担

什么是LVS

    LVS是Linux Virtual Server的简写,意即Linux虚拟服务器,是一个虚拟的服务器集群系统。
同时LVS又被称为四层路由,工作于传输层上。

LVS技术简介

    LVS集群采用IP负载均衡技术和基于内容请求分发技术。调度器具有很好的吞吐率,将请求均衡地转
移到不同的服务器上执行,且调度器自动屏蔽掉服务器的故障,从而将一组服务器构成一个高性能的、
高可用的虚拟服务器。整个服务器集群的结构对客户是透明的,而且无需修改客户端和服务器端的程序。
为此,在设计时需要考虑系统的透明性、可伸缩性、高可用性和易管理性。

LVS的组成部分

    LVS=ipvs+ipvsadm
    ipvs:是一种内核框架,工作于input链上,相当于IPtables的netfilter框架,该框架根据定义在
input链的上规则来进行数据包转发,试不能进入用户空间
    ipvsadm:相当于iptabels命令,用于定义ipvs的规则123123

LVS的名词解释

CIP:客户端IP
VIP:虚拟IP,可以实现转移,配置负载均衡服务器,与CIP进行通信。
real server:正真实现响应的服务器
DS:LVS服务器
DIP:用于与real server服务器交互的ip,与RIP进行通信,位于进行负载均衡的机器上。
RIP:real server的IP.

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LVS的工作模型

 1. NAT模式:
    相当于DNAT:
    特征:
    a.RS的RIP为私有IP,且网关只想DIP
    b.RS的RIP和DIP必修在一个网段内
    C.请求和响应都进过LVS服务器
    d.可以进行端口映射 
 2. DR模式:
    请求进过LVS服务器,而响应不仅过LVS服务器,由RS直接响应给Client端。
    过程:客户端发送DIP.VIP的数据包到达DS,DS进行原目标MAC地址转化,转化为RS服务器中某一
 台主机的MAC,然后通过VIP网卡广播出去,到达RS,RS处理之后通过另外一个路由器发送出去,将数据
 包响应给客户端。    
 RS配置要求:
    配置RIP和VIP,且VIP配置在IO上。RS和DS要在同一网段之中
    特征:        
        RS的网关不能指向DIP,不支持端口映射
 3. RUN模式:
    使用IP隧道技术,在原有报文上进行再一次IP封装
    机制:
        客户端发送过来的CIP.VIP报文到达DS,DS将报文经二次封装变成CIP.VIP DIP.RIP的报文,
  进过DS进行转发从DIP接口出来发送值互联网,RS接受到报文之后,进行解析,发向目标ip伪RIP,
  进行接收,之后发向还有一层ip报文,再一次解析,发现目标IP为VIP,RS配置里VIP,所以接受进
  行响应,发送到互联网VIP.CIP的报文
    特性:    
        1,RIP,DIP,VIP都比需全是公网地址    
        2,RS的网关不指向DIP    
        3,不支持端口映射    
        4,RS的OS必须支持隧道功能

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LVS调度算法

 1. 静态方法:
    rr:轮询调度算法
    wrr:加权轮询调度算法
    sh:原地址hash,实现同一IP定向至同一服务器
    dh:目标地址HASH 
 2. 动态方法:    
     lc:最少链接,RS的负载=活动链接数*256+非活动链接数
    wrc:加权最少链接,RS的负载/权重
    sed:最少期望延迟,改进版wrc,计算方法负载=(活动链接数+1)*256/wight
    nq:永不排队调度算法,开始时根据论寻将请求分给从大到小的。

ipvsadm命令编写规则

 1. 添加一个服务集群:
    ipvsadm -A|E -t|u|f VIP [-s scheduler] [-p [timeout]] [-M netmask] [--pe persistence_engine]
        -A:添加一个服务集群        
            -t:TCP        
            -u:UDP        
            -f:防火墙标记        
            -s:调度算法    
         -E:修改服务器集群 
 2. 在服务集群中添加RS
    ipvsadm -a|e -t|u|f VIP -r DIP [options]
        -a:添加一个RS        
            -t:tcp        
            -u:udp        
            -f:防火墙        
            -r RIP    
        [option]:常用的
            -g:DR模式(默认)        
            -m:nat模式    
       -e:修改 
 3. 删除
     ipvsadm -D -t|u|f VIP           //删除一个服务集群
     ipvsadm -d -t|u|f VIP -r RIP

 4. 清除所有规则
     ipvsadm -C
 5. 保存
    ipvsadm -S [-n]
 6. 重载
    ipvsadm -R
 7. 查看
    ipvsadm -L|l [option]
    option:
        -n:数字格式显示IP地址        
        -c:显示连接数相关的信息        
        --stats:显示统计数据        
        --rate:每秒的平均速率 
 8. 计数器清零
    ipvsadm -Z [-t|u|f VIP]
 1. 结构
    DR:Clone1  192.168.80.150(VIP),192.168.100.1(DIP)
    RS:Clone2  192.168.100.2
    RS:Clone3  192.168.100.3
 2. 步骤:
     DS:
        ifconfig eth1 DIP_GW up
        ifconfig eth0:0 VIP
        ipvsadm -A -t VIP -s rr
        ipvsadm -a -t vip -r RIP -m
    RS:
        ifconfig eth0 RIP up
        route add default gw DIP

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使用DR模式实现LVS的负载均衡

 1. 结构
    DS:    192.168.80.150(VIP)
    RS:        192.168.80.130
        192.168.80.131
 2. 步骤
    DS配置:
     ifconfig eth0:0 VIP up
     route add -host VIP dev eth0:0

     ipvsadm -A -t vip -s rr
     ipvsadm -a -t vip -r rip -g -w wight
    RS配置:
     echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
     echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/arp_ignore
     echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
     echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/arp_announce

     ifconfig eth0 RIP 
     ifconfig lo:0 VIP netmask 255.255.255.255 broadcast VIP up
     route add -host VIP dev lo:0

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LVS的持久性

 1. 持久客户端链接(PCC):在有效时间内,将来至同一客户端发往VIP的所有请求统统定向于统一RS。
    添加规则时:ipvsadm -A -t ip:0 -s rr  -p time 
 2. 持久端口链接(PPC):在有效时间内,将来自统一客户端发往VIP的某端口的所有请求统统定向于
 同一RS。ipvsadm默认是用ppc 
 3. 持久防火墙标记链接(PFMC):端口绑定,基于防火墙标记,将两个或者将两个或者两个以上的端
 口绑定为统一服务。
    添加防火墙标记:(多个端口标记为统一标记码,使用多次一下语句)    
        #iptable -t mangel -A PREROUTING -d VIP -p tcp --dport RS_port -j MARK --set-mark 标记码{0-99} 
        mangel:修改报文首部,及打标记。在input之前打标记。
    添加规则:    
        #ipvsadm -A -f 标记码 -s -p
        #ipvsadm -a -f 标记码 -r ip -g


Linux中使用LVS实现负载均衡

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原文地址:http://lnsane784.blog.51cto.com/1226518/1950589

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