LVS(Linux virual server)_业界新闻

发布时间:2024-09-07 17:59

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一、LVS相关原理

1.LVS简介

LVS是Linux Virtual Server的简称，也就是Linux虚拟服务器, 是一个由章文嵩博士发起的自由软件项目，它的官方站点是https://blog.csdn.net/m0_68096246/article/details/www.linuxvirtualserver.org。

VS:负责调度

RS：负责真正提供服务

2.LVS概念

VIP:虚拟IP地址	Director用于向客户端计算机提供服务的IP地址
RIP真实IP地址	在集群下面节点上使用的IP地址
DIP:Director的IP地址	Director用于连接内外网网络的IP地址
CIP:客户端主机IP地址	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

3.LVS集群的类型

IPVS实现负载均衡机制有三种，分别是NAT、TUN和DR

3.1 lvs-net

修改请求报文的目标ip，多目标ip的dnat

这种模式适用于任何类型的Real Server，Real Server网络通常是私有的，最多支持10到20个Real Server，Real Server的网关是负载均衡器。优点是可以进行端口转换，缺点是存在性能瓶颈。它主要工作在OSI模型的第三层（网络层）和第四层（传输层）。NAT允许内部网络使用私有IP地址，并通过公共IP地址进行外部通信。

3.2 lvs-tun

操纵封装新的MAC地址

这种模式要求Real Server支持隧道，Real Server网络可以是局域网或广域网，支持较多数量的Real Server（高达100个），Real Server有自己的路由器。优点是支持WAN，缺点是需要支持隧道，不支持端口转换。这种技术可以用于实现虚拟专用网（VPN），并通常工作在OSI模型的第三层（网络层）和第四层（传输层）。

3.3 lvs-dr

在原请求ip报文在外新加一个ip首部

这种模式适用于非ARP设备的Real Server，Real Server网络是局域网，同样支持大量Real Server（高达100个），Real Server有自己的路由器。优点是性能最佳，缺点是不支持跨网段和端口转换。工作在数据链路层。

4.lvs调度算法

10种调度算法

固定调度算法：rr，wrr，dh，sh

动态调度算法：lc, wlc，lblc，lblcr，SED，NQ

rr	循环调度，它将请求依次分配不同的RS，也就是在RS中均匀请求。这种算法简单，但是只适合于处理性能相差不大的情况
wrr	加权轮循调度，它将依据不同RS的权重分配任务。权重较高的RS将优先获得任务，并且分配到的连接数将比权重较低的RS更多。相同权重的RS得到相同数目的连接数
dh	目的哈希调度，以目的地为关键字查找一个静态hash表来获得需要的RS。
sh	源地址哈希调度，以源地址为关键字查找一个静态hash表来获得需要的RS
lc	最小连接数调度，IPVS表存储了所有的活动的连接。把新的连接请求发送到当前连接数最小的RS。
wlc	基于地址的最小连接数调度，将来自同一目的地的请求分配给同一台RS如果这台服务器尚未负荷，则分配给连接数最小的RS，并以它为下一次分配的首先考虑。
lblc	基于地址的最小连接数调度，将来自同一目的地的请求分配给同一台RS如果这台服务器尚未负荷，则分配给连接数最小的RS，并以它为下一次分配的首先考虑。
lblcr	基于地址带重复最小连接数调度，对于某一目的地，为其分配子集中连接数最小RS
SED	短期望的延迟，基于wlc算法
NQ	最少队列调度，无需队列。如果有realserver的连接数=0就直接分配过去，不需要在进行sed运算

二、lvs实验实例

一、LVS的nat模式

1.配置网络

lvs

nmcli connection reload

nmcli connection up eth0

nmcli connection up eth1

lvs中打开内核路由功能

客户端

wenserver1：

webserver2:

2.开始配置

webserber1：

[root@webserver1 ~]# dnf install httpd -y [root@webserver1 ~]# echo webserver1 - 192.168.0.10 > /var/www/html/index.html [root@webserver1 ~]# systemctl enable --now httpd Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service → /usr/lib/systemd/system/httpd.service.

webserber2：

[root@webserver2 ~]# dnf install httpd -y [root@webserver2 ~]# echo webserver2 - 192.168.0.20 > /var/www/html/index.html [root@webserver2 ~]# systemctl enable --now httpd Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service → /usr/lib/systemd/system/httpd.service.

先在lvs中测试：

lvs:

首先安装lvs软件 [root@lvs ~]# dnf install ipvsadm -y [root@lvs ~]# ipvsadm -Ln IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096) Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags   -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn [root@lvs ~]# ipvsadm -A -t 172.25.254.100:80 -s rr [root@lvs ~]# ipvsadm -Ln IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096) Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags   -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn TCP  172.25.254.100:80 rr [root@lvs ~]# ipvsadm -a -t 172.25.254.100:80 -r 192.168.0.10:80 -m [root@lvs ~]# ipvsadm -Ln IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096) Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags   -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn TCP  172.25.254.100:80 rr   -> 192.168.0.10:80              Masq    1      0          0 [root@lvs ~]# ipvsadm -a -t 172.25.254.100:80 -r 192.168.0.20:80 -m [root@lvs ~]# ipvsadm -Ln IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096) Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags   -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn TCP  172.25.254.100:80 rr   -> 192.168.0.10:80              Masq    1      0          0   -> 192.168.0.20:80              Masq    1      0          0

在镇机中测试：

保存：

[root@lvs boot]# ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm

[root@lvs boot]# ipvsadm -A -t 172.25.254.100:80 -s wrr [root@lvs boot]# ipvsadm -a -t 172.25.254.100:80 -r 192.168.0.10:80 -m -w 1 [root@lvs boot]# ipvsadm -e -t 172.25.254.100:80 -r 192.168.0.10:80 -m -w 2 Destination already exists [root@lvs boot]# ipvsadm -e -t 172.25.254.100:80 -r 192.168.0.20:80 -m -w 1 [root@lvs boot]# ipvsadm -Ln IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096) Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags   -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn TCP  172.25.254.100:80 wrr   -> 192.168.0.10:80              Masq    2      0          0   -> 192.168.0.20:80              Masq    1      0          0 [root@lvs boot]# curl 172.25.254.100 webserver2 - 192.168.0.20 [root@lvs boot]# for i in {1..10} > do > curl 172.25.254.100 > done webserver1 - 192.168.0.10 webserver1 - 192.168.0.10 webserver2 - 192.168.0.20 webserver1 - 192.168.0.10 webserver1 - 192.168.0.10 webserver2 - 192.168.0.20 webserver1 - 192.168.0.10 webserver1 - 192.168.0.10 webserver2 - 192.168.0.20 webserver1 - 192.168.0.10  [root@lvs boot]# cat /etc/sysconfig/ipvsadm -A -t 172.25.254.100:80 -s rr -A -t 192.168.0.100:80 -s rr -a -t 192.168.0.100:80 -r 192.168.0.10:80 -m -w 1 -a -t 192.168.0.100:80 -r 192.168.0.20:80 -m -w 1  [root@lvs boot]# ipvsadm -C    [root@lvs boot]# systemctl stop  ipvsadm.service   [root@lvs boot]# systemctl restart ipvsadm.service

二、LVS的dr模式

共五台设备：客户机（client），路由器（router），lvs，两台真机（rs）

1.配置网络

客户机（client）172.25.254.200

路由器（router）172.25.254.100

lvs：192.168.0.50

主机：

2.rs主机使vip不对外响应

rs主机中： server1: [root@webserver1 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore [root@webserver1 ~]# echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce [root@webserver1 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore [root@webserver1 ~]# echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce server2: [root@webserver2 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore [root@webserver2 ~]# echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce [root@webserver2 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore [root@webserver2 ~]# echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

3.在rs主机中和lvs中添加vip

server1、server2、lsv中都要添加 [root@webserver1 ~]# ip a a 192.168.0.200/32 dev lo  ip a 查看是否添加成功

4.lvs中

[root@lvs ~]# ipvsadm -Ln IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096) Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags   -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn [root@lvs ~]# ipvsadm -A -t 192.168.0.200:80 -s wrr [root@lvs ~]# ipvsadm -a -t 192.168.0.200:80 -r 192.168.0.10:80 -g -w 1 [root@lvs ~]# ipvsadm -a -t 192.168.0.200:80 -r 192.168.0.20:80 -g -w 2 [root@lvs ~]# ipvsadm -Ln IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096) Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags   -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn TCP  192.168.0.200:80 wrr   -> 192.168.0.10:80              Route   1      0          0   -> 192.168.0.20:80              Route   2      0          0