LVS负载均衡群集，NAT模式和DR模式

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一、集群

1.1集群的含义

群集集群 cluster
特点：由多台主机构成，都干同样的一件事，对外展现为一个整体

1.2群集的类型：

1）负载均衡群集 LB
提高系统响应效率，处理更多的访问请求，减少延迟，实现高并发、高负载的能力
典型代表：软件类：LVS Nginx HAProxy 等硬件类：F5 绿盟
2）高可用群集 HA
提高系统可靠性，减少中断时间，确保服务的连续性（通常使用 N 个 9 来代表高可用的指标）
典型代表：Keepalived heartbeat
3）高性能运输群集 HPC
通过云计算或分布式计算获取高性能的CPU、内存等资源，来提高整体运算能力

1.3LVS 的三种工作模式：

1）NAT 地址转换
调度器会作为所以节点服务器的默认网关，也是客户端的访问入口和节点服务器返回响应消息的出口，也就是说调度器会承载双向数据流量的负载压力，可能会成为整个群集的性能瓶颈。由于节点服务器都处于内网环境，使用私网IP地址，所以具有一定安全性。
2）TUN IP隧道 IP Tunnel
调度器仅作为客户端的访问入口，节点服务器的响应消息是直接返回给客户端的，不需要经过调度器。但是由于节点服务器需要部署在不同位置的公网环境中，需要具有独立的公网IP，调度器与节点服务器是通过专用的IP隧道实现相互通信的，因此IP隧道模式的成本较高、安全性较低，且IP隧道需要额外的封装和解封装，性能会受到一定的影响。
3）DR 直接路由 Direct Routing
调度器仅作为客户端的访问入口，节点服务器的响应消息是直接返回给客户端的，不需要经过调度器。（与NAT模式的区别）
节点服务器与调度器是部署在同一个物理网络内，因此不需要建立专用的IP隧道。（与TUN模式的区别）
DR模式是企业首选的LVS模式。

1.4LVS 调度算法

rr 轮询 wrr 加权轮询 sh 源地址哈希 dh 目的地址哈希 lc 最小连接 wlc 加权最小连接 lblc 基于地址的最小连接

1.5LVS-NAT模式配置步骤：

1）配置 NFS 共享存储
2）节点服务器安装 Web 服务，注意：默认网关要指向调度器的IP地址，测试的时候关闭连接保持
3）调度服务器要开启 IP路由转发功能和设置 SNAT 等 iptables 规则，安装 ipvsadm 工具，配置虚拟服务器和真实节点服务器相关配置
4）客户端测试的时候网关要指向调度器的IP地址

1.6ipvsadm 工具选项说明：

-A：添加虚拟服务器
-D：删除整个虚拟服务器
-s：指定负载调度算法（轮询：rr、加权轮询：wrr、最少连接：lc、加权最少连接：wlc）
-a：表示添加真实服务器（节点服务器）
-d：删除某一个节点
-t：指定 VIP地址及 TCP端口
-r：指定 RIP地址及 TCP端口
-m：表示使用 NAT群集模式
-g：表示使用 DR模式
-i：表示使用 TUN模式
-w：设置权重（权重为 0 时表示暂停节点）
-p 60：表示保持长连接60秒（默认关闭连接保持）
-l：列表查看 LVS 虚拟服务器（默认为查看所有）
-n：以数字形式显示地址、端口等信息，常与“-l”选项组合使用。ipvsadm -ln

二、LVS-NAT模式

负载调度器：内网关 ens33：192.168.249.100，外网关 ens36：12.0.0.1
Web节点服务器1：192.168.249.101
Web节点服务器2：192.168.249.102
NFS服务器：192.168.249.103
客户端：12.0.0.12

2.1配置NFS共享（192.168.249.103）

#关闭防火墙

systemctl disable –now firewalld.service
setenforce 0

LVS负载均衡群集，NAT模式和DR模式

#安装nfs服务

yum install nfs-utils rpcbind -y

#新建目录，并创建站点文件
cd /opt/
mkdir nfs
cd nfs
mkdir gongxiang1 gongxiang2               #创建文件夹
chmod 777 gongxiang1 gongxiang2        #赋予其他用户权限
echo “this is gongxiang1” >gongxiang1/index.html      #写共享文件
echo “this is gongxiang2” >gongxiang2/index.html      #写共享文件

LVS负载均衡群集，NAT模式和DR模式
#设置共享策略
vim /etc/exports
/opt/nfs/gongxiang1 192.168.249.0/24(rw,sync,no_root_squash)
/opt/nfs/gongxiang2 192.168.249.0/24(rw,sync,no_root_squash)

LVS负载均衡群集，NAT模式和DR模式
#开启服务
systemctl start rpcbind #一般先开启rpcbind
systemctl start nfs #后开启nfs
#查看当前共享目录
showmount -e

2.2配置节点服务器（192.168.249.101 192.168.249.102）

WEB1：

#关闭防火墙
systemctl disable –now firewalld.service
setenforce 0

LVS负载均衡群集，NAT模式和DR模式
#安装httpd服务
yum install httpd -y
#查看nfs服务
showmount -e 192.168.249.103

LVS负载均衡群集，NAT模式和DR模式
#挂载站点
mount 192.168.249.103:/opt/nfs/gongxiang1 /var/www/html/

LVS负载均衡群集，NAT模式和DR模式
#开启httpd服务
systemctl start httpd
#指定网关
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
GATEWAY=192.168.249.100
DNS1=8.8.8.8

LVS负载均衡群集，NAT模式和DR模式
#重启网络服务
systemctl restart network

WEB2：

#关闭防火墙
systemctl disable –now firewalld.service
setenforce 0
#安装httpd服务
yum install httpd -y

LVS负载均衡群集，NAT模式和DR模式
#查看nfs服务
showmount -e 192.168.249.103
#挂载站点
mount 192.168.249.103:/opt/nfs/gongxiang2 /var/www/html/

LVS负载均衡群集，NAT模式和DR模式
#开启httpd服务
systemctl start httpd
#指定网关
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
GATEWAY=192.168.249.100
DNS1=8.8.8.8

LVS负载均衡群集，NAT模式和DR模式

#重启网络服务
systemctl restart network

2.3配置负载调度器

#关闭防火墙
systemctl disable –now firewalld.service
setenforce 0

LVS负载均衡群集，NAT模式和DR模式

#安装ipvsadm
yum install -y ipvsadm*
#添加网卡，配置网卡
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens36
vim ifcfg-ens33
vim ifcfg-ens36
#打开路由转发功能
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1

LVS负载均衡群集，NAT模式和DR模式
sysctl -p #查看配置的路由转发

LVS负载均衡群集，NAT模式和DR模式
#防火墙做策略，先查看策略
iptables -nL -t nat
#清空策略
iptables -F

LVS负载均衡群集，NAT模式和DR模式
#添加策略
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.249.0/24 -o ens36 -j SNAT –to 12.0.0.1
#查看策略
iptables -nL -t nat

LVS负载均衡群集，NAT模式和DR模式
#加载LVS内核模块
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
#开启ipvsadm服务
ipvsadm-save >/etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm.service
#清空策略
ipvsadm -C
#制定策略
#指定IP地址外网的入口 -s rr 轮询
ipvsadm -A -t 12.0.0.1:80 -s rr
#先指定虚拟服务器再添加真实服务器地址，-r:真实服务器地址 -m指定nat模式
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.249.101:80 -m
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.249.102:80 -m

LVS负载均衡群集，NAT模式和DR模式
#开启服务
ipvsadm
查看策略
ipvsadm -ln

3.0测试

用客户端访问调度器，自动轮询显示web1和web2的内容。

三、LVS-DR模式

DR模式，负载调度器接收到了客户端的请求，将客户端的请求发送给WEB服务器，WEB服务器处理好之后，不通过调度器，而是直接把处理结果发回给客户端。

DR模式，在之后NAT模式的基础上，还利用原来的NFS配置，NFS服务器不变，

3.1配置负载调度服务器

yum install ipvsadm.x86_64 -y #安装服务

#配置虚拟IP地址（VIP：192.168.217.50）

cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0
vim ifcfg-ens33:0
#重启网络服务、启动网卡

ifdown ifcfg-ens33:0 ifup ifcfg-ens33:0

#调整/proc响应参数

vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 0
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
#刷新配置

sysctl -p

#加载模块

modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
#配置负载分配策略，并启动服务

ipvsadm-save >/etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm.service
#清空ipvsadm，并做策略

##添加真实服务器-a 指定VIP地址及TCP端口-t 指定RIP地址及TCP端口 -r 指定DR模式-g
ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.217.50:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.217.50:80 -r 192.168.217.110:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.217.50:80 -r 192.168.217.120:80 -g
#保存设置

ipvsadm
ipvsadm -ln