LVS负载均衡，LVS-NAT部署

一.LVS群集应用1. 群集含义2.群集的分类3. 负载均衡结构4. 群集的负载均衡技术的三种工作模式1.NAT地址转换 2.TUN模式 IP隧道3. DR直接路由 5.LVS虚拟服务器1.Linux Virtual Server2.内核支持 6.LVS负载调度算法1. 轮询(Round Robin)2.加权轮询(Weighted Round Robin)3.最少连接(Least Connections)4.加权最少连接(Weighted L east Connections) 7.ipvsadm工具1.LVS群集创建与管理2.ipadm工具选项 8.NAT模式 LVS负载均衡群集部署1.部署共享存储（NFS服务器：192.168.174.135）2.部署两台节点服务器 （192.167.174.134）（192.168.174.136）3.配置负载调度器（内网关ens33 192.168.174.135、外网关ens36：12.0.0.1）

一.LVS群集应用

1. 群集含义

Cluster、集群、群集由多台主机构成，但对外只表现为一个整体，只提供一个访问入口（域名与IP地址），相当于一台大型计算机。

2.群集的分类

负载均衡群集高可用群集高性能运算群集

3. 负载均衡结构

第一层，负载调度器(Load Balancer或Director)

访问整个群集系统的唯一入口， 对外使用所有服务器共有的VIP地址，也称为群集IP地址。通常会配置主、备两台调度器实现热备份，当主调度器失效以后能够平滑替换至备用调度器，确保高可用性。第二层，服务器池(Server Pool)

群集所提供的应用服务、由服务器池承担，其中每个节点具有独立的RIP地址(真实IP)，只处理调度器分发过来的客户机请求。当某个节点暂时失效时，负载调度器的容错机制会将其隔离，等待错误排除以后再重新纳入服务器池。第三层，共享存储(Share Storage)

为服务器池中的所有节点提供稳定、一致的文件存取服务， 确保整个群集的统一性共享存储可以使用NAS设备,或者提供NFS共享服务的专用服务器。

4. 群集的负载均衡技术的三种工作模式

负载均衡群集是目前企业用的最多的群集类型！1.地址装换 （NAT模式）2.IP隧道 （TUN模式）3.直接路由 （DR模式）

1.NAT地址转换

Network Address Translation，简称NAT模式类似于防火墙的私有网络结构，负载调度器作为所有服务器节点的网关，即作为客户机的访问入口，也是各节点回应客户机的访问出口服务器节点使用私有IP地址，与负载调度器位于同一个物理网络，安全性要优于其他两种方式

2.TUN模式 IP隧道

IP Tunnel,简称TUN模式。采用开放式的网络结构，负载调度器仅作为客户机的访问入口，各节点通过各自的Internet连接直接回应客户机，而不再经过负载调度器。服务器节点分散在互联网中的不同位置,具有独立的公网IP地址，通过专用IP隧道与负载调度器相互通信。

3. DR直接路由

Direct Routing，简称DR模式采用半开放式的网络结构，与TUN模式的结构类似，但各节点并不是分散在各地，而是与调度器位于同一个物理网络负载调度器与各节点服务器通过本地网络连接，不需要建立专用的IP隧道

5.LVS虚拟服务器

1.Linux Virtual Server

针对Linux内核开发的负载均衡解决方案。1998年5月，由我国的章文嵩博士创建。官方网站: lLVS 实际上相当于基于IP地址的虚拟化应用， 为基于IP地址和内容请求分发的负载均衡提出了一种高效的解决方法。

2.内核支持

LVS现在已成为Linux内核的一部分，默认编译为ip_ vs模块，必要时能够自动调用。在CentOS 7系统中，以下操作可以手动加载ip_ vs模块，并查看当前系统中ip_ vs模块的版本信息。modprobe ip_vs #加载 ip_vs 模块cat /proc/net/ip_vs #查看 ip_vs 版本信息

6.LVS负载调度算法

1. 轮询(Round Robin)

将收到的访问请求按照顺序轮流分配给群集中的各节点(真实服务器) ,均等地对待每一台服务器 ，而不管服务器实际的连接数和系统负载

2.加权轮询(Weighted Round Robin)

根据调度器设置的权重值来分发请求，权重值高的节点优先获得任务，分配的请求数越多保证性能强的服务器承担更多的访问流量

3.最少连接(Least Connections)

根据真实服务器已建立的连接数进行分配，将收到的访问请求优先分配给连接数最少的节点

4.加权最少连接(Weighted L east Connections)

在服务器节点的性能差异较大时，可以为真实服务器自动调整权重性能较高的节点将承担更大比例的活动连接负载

7.ipvsadm工具

1.LVS群集创建与管理

安装ipvsadm软件包yum -y install ipvsadm #安装软件包ipvsadm -v #查看软件包版本

2.ipadm工具选项

8.NAT模式 LVS负载均衡群集部署

LVS负载调度器（centos7-5）：ens33 192.168.174.135ens36：12.0.0.1Web 节点服务器1（centos7-6）：192.168.174.134Web 节点服务器2（centos7-7）：192.168.174.136NFS服务器（centos7-8）：192.168.174.137客户端（Window10）：192.168.80.200

1.部署共享存储（NFS服务器：192.168.174.135）

systemctl stop firewalld.service

systemctl disable firewalld.service

setenforce 0

yum install -y nfs-utils rpcbind #安装nfs共享所需软件包及开启nfs功能

systemctl start nfs.service

systemctl start rpcbind.service

systemctl enable nfs.service

systemctl enable rpcbind.service

mkdir /opt/gcc /opt/benet

chmod 777 /opt/gcc/ /opt/benet/

vim /etc/exports

/usr/share/ *(ro,sync)

/opt/gcc 192.168.174.0/24(rw,sync)

/opt/benet 192.168.174.0/24(rw,sync)

#发布共享

exportfs -rv

showmount -e

2.部署两台节点服务器 （192.167.174.134）（192.168.174.136）

systemctl stop firewalld.service

systemctl disable firewalld.service

setenforce 0

yum -y install httpd

systemctl start httpd.service

systemctl enable httpd.service

yum -y install nfs-utils rpcbind

systemctl start rpcbind.service

systemctl enable rpcbind.service

showmount -e 192.168.174.135

systemctl start nfs.service

systemctl enable nfs.service

-------------centos7-6：192.168.174.134---------------------

mount.nfs 192.168.174.135:/opt/lmx/var/www/html/

echo ‘this is lmx’ > /var/www/html/index.html

vim /etc/fstab

192.168.174.135:/opt/lmx/var/www/html nfs defaults,_netdev 0 0

mount -a

-------------centos7-7：192.168.174.136---------------------

mount.nfs 192.168.174.135:/opt/hqq/var/www/html/

echo ‘this is hqq’ > /var/www/html/index.html

vim /etc/fstab

192.168.174.135:/opt/hqq/var/www/html nfs defaults,_netdev 0 0

mount -a

3.配置负载调度器（内网关ens33 192.168.174.135、外网关ens36：12.0.0.1）

systemctl stop firewalld.service

systemctl disable firewalld.service

setenforce 0

（1）配置SNAT转发规则

vim /etc/sysctl.conf

net.ipv4.ip_forward=1

sysctl -p

iptables -t nat -F

iptables -F

iptables -t nat -nL

iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.174.0/24 -o ens36 -j SNAT --to-source 12.0.0.1

（2）加载LVS内核模块

modprobe ip_vs #加载ip_vs模块

cat /proc/net/ip_vs #查看ip_vs版本信息

（3）安装ipvsadm管理工具

yum install -y ipvsadm

#注意：启动服务前必须保存负载分配策略，否则将会报错

ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm

或者

ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm

systemctl start ipvsadm.service

（4）配置负载分配策略（NAT模式只要在服务器上配置，节点服务器不需要特殊配置）

ipvsadm -C #清除原有策略

ipvsadm -A -t 12.0.0.1:80 -s rr

ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.174.134:80 -m -w 1

ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.174.136:80 -m -w 1

ipvsadm #启动策略

ipvsadm -ln #查看节点状态，Masq代表 NAT模式

ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm #保存策略

ipvsadm -d -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.174.134:80 -m -w 1 #删除群集中某一节点服务器

ipvsadm -D -t 12.0.0.1:80 #删除整个虚拟服务器

systemctl stop ipvsadm #停止服务（清除策略）

systemctl start ipvsadm #启动服务（重建规则）

ipvsadm-restore > /etc/sysconfig/ipvsadm #恢复LVS策略

测试效果

在一台IP为12.0.0.12 的客户机上使用浏览器访问 http://12.0.0.1/，不断刷新浏览器测试负载均衡效果，刷新间隔需要长点。