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.
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
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
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
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
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