一、基本概覽介紹
二、LVS的類型及原理
三、LVS調度算法
四、利用DR及NAT實現web負載均衡
一、基本概覽介紹
LVS是一個工作在傳輸層面上的一個負載均衡軟件，它是由用戶空間的ipvsadm和內核空間的ipvs兩個組件組成。其中ipvsadm是用戶空間的命令行工具，主要是用於管理集羣服務及集羣服務上的RS。ipvs是工作與內核上的netfilter的INPUT鏈上的程序，可以根據用戶事先定義的集羣實現轉發。
二、LVS的類型及原理
LVS的類型可以分爲：NAT、DR、TUN、FULLNAT四中類型
LVS-NAT模型：需要將RS的網關指向LVS的DIP地址
原理： 通過將請求報文中的目標地址和目標端口修改爲挑選出來的某RS的RIP和PORT，從而實現轉發
流程：
①客戶端將請求發往前端的負載均衡器，請求報文的源地址是CIP，目標地址是VIP
②負載均衡器收到報文後，正常情況報文是進入用戶空間的，但是發現請求是規則裏面存在的地址，那麼將報文的目標地址改爲後端RS服務器的RIP地址，原CIP不變，然後將報文發走。
③報文送到RS服務器後，由於報文的目標地址是自己，所有會響應客戶端的請求，並將包文返回給調度器，此時原地址爲RIP，目標地址爲CIP
④ 調度器收到報文後，將此報文的源地址改爲VIP，然後將報文返回給客戶端。
LVS-DR模型：
原理：源和目標的ip及端口都不發送改變，通過將請求報文重新封裝一個MAC首部進行轉發，源MAC是DIP接口的MAC，目標MAC是RS服務器的RIP接口的MAC
流程：
①客戶端將請求報文發往lvs調度器，請求報文源地址是CIP，目標地址爲VIP，源MAC是CMAC，目標MAC是LVS的VIP接口的MAC
②LVS收到報文後，發現請求是定義規則中的，那麼它將客戶端的請求報文的源MAC地址重新封裝爲自己DIP，目標MAC 改爲挑選出來的RS的VIP接口的MAC地址。
③RS收到報文後，發現報文中目的MAC是自己VIP接口的MAC，就會接下報文出來後，將直接回應給客戶端
LSV-TUN模型：
原理：不修改請求報文中的IP首部（源ip爲CIP，目標IP爲VIP），而是在原IP首部之外再封裝一個IP首部（源ip爲DIP，目標IP爲挑選出來的RS的RIP），然後將報文發往挑選出來的目標RS
LSV-FULLNAT模型：
原理：通過同時修改請求報文中的源IP地址和目標IP地址進行轉發
三、LVS調度算法
根據其調度時是否考慮後端主機的當前負載情況，可以分爲靜態方法和動態方法：
靜態算法：調度器僅僅是根據算法本身來進行調度，而不考慮後的那RS的實際連接和負載情況，注重的是起點公平
RR：輪詢調度
WRR：加權輪詢
SH：源地址哈希，將來自同一IP地址的請求始終發往第一次挑中的Rs中，可以實現會話綁定
DH：目標地址哈希：將發往同一個目標地址的請求，始終轉發到第一次挑中的Rs
動態算法：
LC：最少連接
WLC：加權最少連接
SED：最短期望延遲
NQ：永不排隊的連接
LBLC：基於本地最少連接，動態DH算法
LBLCR：帶複製功能的LBLC
四、利用DR及NAT實現web負載均衡
基於NAT模型的web負載：
配置Real Server
RS1：
###配置IP地址和網關，網關指向DIP： [root@pxe132 ~]# route add default gw 192.168.100.100 ###配置一個httpd測試網頁： [root@pxe132 ~]# yum -y install httpd [root@pxe132 ~]# echo "Rserver 1" >/var/www/html/index.html [root@pxe132 ~]# systemctl start httpd.service
RS2
###配置IP地址和網關，網關指向DIP： [root@pxe132 ~]# route add default gw 192.168.100.100 ###配置一個httpd測試網頁： [root@pxe132 ~]# yum -y install httpd [root@pxe132 ~]# echo "Rserver 2" >/var/www/html/index.html [root@pxe132 ~]# systemctl start httpd.service
配置Director
##配置IP地址省略： ##配置路由轉發功能： [root@localhost ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward ###測試下我們環境是否正常： [root@localhost ~]# curl http://192.168.1.10 Rserver 1 [root@localhost ~]# curl http://192.168.1.20 Rserver 2
添加規則：
[root@localhost ~]# ipvsadm -A -t 172.16.100.1:80 -s rr [root@localhost ~]# ipvsadm -a -t 172.16.100.1:80 -r 192.168.1.10:80 -m -w 1 [root@localhost ~]# ipvsadm -a -t 172.16.100.1:80 -r 192.168.1.20:80 -m -w 1
查看規則信息：
[root@localhost ~]# ipvsadm -L IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096) Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn TCP 172.16.100.1:http rr -> 192.168.1.10:http Masq 1 0 0 -> 192.168.1.20:http Masq 1 0 0
基於LVS-DR模型的web負載
配置Director
[root@bogon ~]# ifconfig eno16777736:1 192.168.1.100/32 broadcast 192.168.1.100 up [root@bogon ~]# route add -host 192.168.1.100 dev eno16777736:1 [root@bogon ~]# ipvsadm -A -t 192.168.1.100:80 -s rr [root@bogon ~]# ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.105:80 -g -w 1 [root@bogon ~]# ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.106:80 -g -w 2
配置RealServer1
[root@bogon ~]#echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore [root@bogon ~]#echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore [root@bogon ~]#echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce [root@bogon ~]#echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce [root@rs1 ~]# ifconfig lo:0 192.168.1.100/32 broadcast 192.168.1.100 up [root@rs1 ~]# route add -host 192.168.1.100 dev lo:0
配置RealServer2
[root@bogon ~]#echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore [root@bogon ~]#echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore [root@bogon ~]#echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce [root@bogon ~]#echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce [root@rs1 ~]# ifconfig lo:0 192.168.1.100/32 broadcast 192.168.1.100 up [root@rs1 ~]# route add -host 192.168.1.100 dev lo:0