LVS 以及 lvs_keepalived

心已赠人 2021-11-23 08:28 386阅读 0赞

# LVS 　　linux virtual server #

lvs 工作在传输层，针对监听的端口把客户端请求转发给后端的服务器

实现负载均衡的是ipvs 模块，现已集成在linux 内核中，linux 中实际模块名字为 ip\_vs

#### ipvs 的管理 ####

通过 lvsadm 对ipvs 管理  
keepalived 也可以通过配置文件配置进行管理ipvs  
redhat 管理工具也可以

## 实现负载均衡的四种模式 ##

#### DR 　　(不能转换端口，用户请求是啥端口后端就是啥端口) ####

请求过程：负载更改用户的VIP的mac 地址为后端服务器的，后端服务器在lo 网卡绑定vip ，当arp 请求过来局域网内的后端抑制其lo 上的vip 的arp 解析响应。最后请求直接从后端以VIP:CIP 形式返回给客户  
特点：　1、负载与后端服务必须在同一个局域网内  
　　　　2、后端服务器必须有外围IP这样才能直接给客户端回包  
　　　　3、单台负载可以对接后端服务器数量：100  
　　　　4、DR模式效率很高，配置相对麻烦点。因此访问量特别高的情况可以考虑haproxy/nginx替代，一般在并发1万以内都可以使用ha/ngx 或者lvs的nat 模式。

![1368870-20190711222629456-617125142.png][]

#### NAT ####

客户端请求包过来后（cip:vip）,lvs 把目标IP变换成RIP ,这样cip:rip 数据包到了后端，后端返回数据给lvs，lvs再把源地址IP变换成vip ，这样数据包vip:cip 返回给了客户端  
条件：由于要进行NAT转发，所以负载服务器必须开启内核转发功能 net.ipv4.ip\_forward = 1,还有iptables 里面的forward 功能开启  
单台负载可以对接后端服务器数量：10~20

![1368870-20190711222703094-1532529339.png][]

#### TUN　　加密隧道模式，不常用 ####

#### FULLNAT  专门为淘宝架构定制开发的 ####

## 调度算法 ##

![ContractedBlock.gif][] ![ExpandedBlockStart.gif][]

轮询调度（Round-Robin Scheduling）
    加权轮询调度（Weighted Round-Robin Scheduling）
    最小连接调度（Least-Connection Scheduling）
    加权最小连接调度（Weighted Least-Connection Scheduling）
    基于局部性的最少链接（Locality-Based Least Connections  Scheduling）
    复 制 的 基 于 局 部 性 最 少 链 接 （ Locality-Based Least  Connections ithReplication Scheduling）
    目标地址散列调度（Destination Hashing Scheduling）
    源地址散列调度（Source Hashing Scheduling）
    最短预期延时调度（Shortest Expected Delay Scheduling）
    不 排 队 调 度 （ Never Queue Scheduling ）对应: wrr|lc|wlc|lblc|lblcr|dh|sh|sed|nq

## 搭建配置 ##

#### 1、ipvsadm 命令方式配置 ####

##### 　　负载均衡端配置 #####

![ContractedBlock.gif][] ![ExpandedBlockStart.gif][]

yum -y install ipvsadm        安装管理模块
    lsmod | grep ip_vs            查看ipvs模块是否加载
    ipvsadm                    执行命令加载模块
    ln -s /usr/src/kernels/$(uname -r)  /usr/src/linux        （cenos6.x 上需要执行，7.x 不执行）
                     
    ifconfig eth0:0  vip/24    up     手动配置一个vip ，先不用keepalived 生成VIP
    ipvsadm-save    保存当前lvs 规则，方便后期用ipvsadm-restore 恢复。(不可直接先用ipvsadm -C)
    ipvsadm -C        清除所有规则
    ipvsadm --set  30  5  60        #设置tcp tcpfin udp 连接超时的时间
    ipvsadm -A -t 1.1.1.1:80 -s wrr -p 20        #-s 轮询算法 -p 会话保持，不设置默认300s。#此保持时间是指同一客户端访问后端01后过了20s后再访问负载才会轮询到02
    ipvsadm -Ln
    ipvsadm -a -t 1.1.1.1:80 -r 1.1.1.2:80 -g -w 1  #-t  tcp-service -r real-ip    -g 即DR模式     -w weight 权重
    ipvsadm-save -n     #保存

##### 　　后端配置（配置vip、抑制arp） #####

![ContractedBlock.gif][] ![ExpandedBlockStart.gif][]

ip addr add vip/32    dev lo lable lo:0     #在lo上配置vip注意子网掩码32位,设置成32位就是为了让此IP不能与其他IP通讯，只是为了有一个VIP地址不是为了通讯的
    ifconfig lo:0  192.168.231.200/32 up        #也可以用此命令替代上面命令
    ip addr del ip/32 dev lo                 #可以删除添加错误的地址
    cat >>/etc/sysctl.conf<<EOF            #抑制arp
    net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
    net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
    net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
    net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
    EOF
    sysctl -p

#### 2、通过keepalived 管理配置搭建lvs，同时实现负载均衡和高可用 ####

##### 　　负载均衡端配置 #####

yum -y install keepalived

vi keepalived.conf

![ContractedBlock.gif][] ![ExpandedBlockStart.gif][]

global_defs {                       
        #   notification_email {             
        #   }
        #   smtp_connect_timeout 30
        router_id LVS_DEVEL-1                 #全网段唯一
        }
        vrrp_instance VI_1 {            
                state MASTER                 #配置LVS是主机主        
                interface eth0              #配置LVS的vip绑定的网卡     
                virtual_router_id 51        #实例组内各个实例标识
                priority 100                  
                advert_int 1           
                authentication {        
                            auth_type PASS
                            auth_pass 1111
                            }
                virtual_ipaddress {         
                                192.168.20.50        #VIP 地址
                            }
                    }
    #管理配置lvs 的配置
        virtual_server 192.168.20.50 80 {    #监听的IP及端口
                delay_loop 6           
                b_algo wrr            
                lb_kind DR                     #使用LVS DR模式                 
                nat_mask 255.255.255.0   
                persistence_timeout 0    
                protocol TCP                          
                real_server 192.168.20.1 80 {         #后端真实服务的IP 1
                        weight 1                    #配置加权轮询的权重             
                        TCP_CHECK {                     
                                    connect_timeout 10   
                                    nb_get_retry 3
                                    delay_before_retry 3
                                    connect_port 80
                                    }
                            }
                real_server 192.168.20.2 80 {        #后端真实服务的IP 1
                        weight 2
                        TCP_CHECK {
                                    connect_timeout 10
                                    nb_get_retry 3
                                    delay_before_retry 3
                                    connect_port 80
                                    }
                            }
                    }

ipvsadm-save -n > /tmp/ipvs-bak \#备份之前的配置，如果有需要可以ipvsadm-restore </tmp/ipvs-bak  
　　ipvsadm -C \#清除已有规则  
　　service keepalived start  
　　ipvsadm -ln \#会发现已经生成新的规则

##### 　　后端配置（配置vip、抑制arp）同上 #####

## 应用场景 ##

高并发的web 服务器负载均衡  
mysql 集群读取的负载均衡

转载于:https://www.cnblogs.com/fanggege/p/11173244.html

[1368870-20190711222629456-617125142.png]: /images/20211122/0e6e8b56fc574fd49b0629178a938ae2.png
[1368870-20190711222703094-1532529339.png]: /images/20211122/4722b5b348a048528895420ec1f983dc.png
[ContractedBlock.gif]: https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif
[ExpandedBlockStart.gif]: /images/20211122/e054bbc134b940dc805dc85b0ead0ec2.png