LVS負載均衡羣集（LVS-NAT）

原創

2019-07-05 14:12

負載均衡集羣指使用多臺提供相同服務的服務器組成集羣系統，提高服務的併發處理能力。負載均衡集羣的前端使用一個調度器，將客戶端請求平均分配到後端的服務器中，同時調度器可能還具有後端服務器狀態檢測的功能，將故障的服務器自動下線，使得集羣具有一定的容錯能力。集羣擁有三種類型，負載均衡羣集、高可用集羣、高性能運算羣集。

在典型的負載均衡羣集中，包括三個層次的組件。

第一層，負載調度器：訪問整個羣集系統的唯一入口，對外使用所有的服務器共有的VIP（Virtual IP 虛擬IP）地址，也稱爲羣集IP地址。通常會配置主、備兩臺調度器實現熱備份，當主調度器失效以後平滑替換至備用調度器，確保高可用性。
第二層，服務器池：羣集所提供的應用服務由服務器池承擔，例如HTTP、FTP。其中每個節點具有獨立的RIP（Real IP，真實IP）地址，只處理調度器分發過來的客戶請求。當某個節點暫時失效時，負載調度器的容錯機制會將其隔離，等待錯誤排除以後再重新納入服務器池。
第三層，共享存儲：爲服務器池中的所有節點提供穩定、一致的穩點存儲服務，確保整個羣集的統一性。
關於羣集的負載調度技術，可以基於IP、端口、內容等進行分發，其中基於IP的負載調度是效率最高的。基於負載均衡模式中，常見的有地址轉換（NAT）、IP隧道（TUN）、直接路由（DR）三種工作模式。NAT方式只需要一個公網IP地址，從而成爲最易用的一種負載均衡模式，安全性也較好。

構建LVS負載均衡羣集，擁有兩種工作模式——LVS-NAT和LVS-DR。本篇主要講解LVS-NAT模式。

地址轉換模式（LVS-NAT）

環境準備

網卡模式爲僅主機模式，在centos7中，軟件的安裝方式多爲在線安裝，這裏我們可以事先將所需的軟件安裝好之後再更改網卡模式及IP地址。

主機	操作系統	IP地址	主要軟件
調度器，網關	CentOS-7-x86_64	192.168.100.1/12.0.0.1	ipvsadm
Apache網站服務器	CentOS-7-x86_64	192.168.100.110	httpd
Apache網站服務器	CentOS-7-x86_64	192.168.100.120	httpd
NFS共享存儲服務	CentOS-7-x86_64	192.168.100.130	nfs-utils、rpcbind

配置NFS

安裝兩個軟件包nfs-utils、rpcbind，在centos7系統中一般都默認安裝有，如果沒有使用yum安裝即可。
關閉防火牆及selinux防火牆
```
systemctl stop firewalld
setenforce 0
```

開啓服務，編輯訪問規則（/etc/exports）

systemctl start nfs
systemctl start rpcbind
/usr/share *(ro,sync)
/opt/benet 192.168.100.0/24(rw,sync)
/opt/accp 192.168.100.0/24(rw,sync)

在創建完成站點目錄之後，文件夾的權限也要可讀寫

發佈共享
```
exportfs -rv
```
配置節點服務器
安裝httpd軟件，啓動服務
```
systemctl start httpd
```
查看共享存儲，並掛載到/var/www/html/下
創建測試網頁（/var/www/html/）
關閉防火牆及selinux防火牆
```
systemctl stop firewalld
setenforce 0
```
節點2服務器的創建方式和節點1大同小異，區別在於掛載的共享存儲路徑，首頁網站內容也要有所區別，便於實驗分析。

配置負載調度器
配置雙網卡內網ens33：192.168.100.1 外網ens36：12.0.0.1
開啓路由轉發功能，在（/etc/sysctl.conf）配置文件中添加開啓路由轉發的命令
```
net.ipv4.ip_forward = 1
sysctl -p      //加載，立即生效
```
配置SNAT轉發規則
在配置規則之前，首先清空防火牆規則，然後再添加新的規則
```
iptables -t nat -F  //清空nat表規則
iptables -F         //清空轉發表規則
iptables -t nat -A POSTROUTING -o ens36 -s 192.168.100/24 -j SNAT --to-source 12.0.0.1   //添加新的規則
```
由於是在防火牆內添加規則，所以防火牆不需要關閉，但是selinux防火牆仍需關閉
配置負載分配策略
1. 加載LVS內核模塊
```
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
```
2. 安裝ipvsadm管理軟件，同時啓動服務，服務的啓動和以往的版本有所不同，在服務啓動前需將管理規則進行保存，然後再啓動服務
```
ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm
```
  3.編寫一個腳本文件(腳本可在任意目錄編寫)，實現負載策略分配
```
ipvsadm -C                                          //清楚緩存
ipvsadm -A -t 12.0.0.1:80 -s rr                     //添加虛擬服務器
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.100.110:80 -m
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.100.120:80 -m
ipvsadm                                             //啓用
```
  測試LVS羣集
  
  使用客戶機訪問http：//12.0.0.1/，可以看到由真實服務器提供的網頁內容——如果個節點的網頁不同，則多次刷新的網頁也會不同。