• 主流開源軟件LVS、keepalived、haproxy、nginx等
• 其中LVS屬於4層（網絡OSI 7層模型），nginx屬於7層，haproxy既可以認為是4層，也可以當做7層使用
• keepalived的負載均衡功能其實就是lvs
• lvs這種4層的負載均衡是可以分發除80外的其他端口通信的，比如MySQL的，而nginx僅僅支持http，https，mail，haproxy也支持MySQL這種
• 相比較來說，LVS這種4層的更穩定，能承受更多的請求，而nginx這種7層的更加靈活，能實現更多的個性化需求

LVS介紹

• LVS是由國人章文嵩開發
• 流行度不亞於apache的httpd，基於TCP/IP做的路由和轉發，穩定性和效率很高
• LVS最新版本基於Linux內核2.6，有好多年不更新了
• LVS有三種常見的模式：NAT、DR、IP Tunnel
• LVS架構中有一個核心角色叫做分發器（Load balance），它用來分發用戶的請求，還有諸多處理用戶請求的服務器（Real Server，簡稱rs）

LVS三種模式

LVS NAT模式

• 這種模式借助iptables的nat表來實現
• 用戶的請求到分發器後，通過預設的iptables規則，把請求的數據包轉發到後端的rs上去
• rs需要設定網關為分發器的內網ip
• 用戶請求的數據包和返回給用戶的數據包全部經過分發器，所以分發器成為瓶頸
• 在nat模式中，只需要分發器有公網ip即可，所以比較節省公網ip資源

LVS IP Tunnel模式

• 這種模式，需要有一個公共的IP配置在分發器和所有rs上，我們把它叫做vip
• 客戶端請求的目標IP為vip，分發器接收到請求數據包後，會對數據包做一個加工，會把- 目標IP改為rs的IP，這樣數據包就到了rs上
• rs接收數據包後，會還原原始數據包，這樣目標IP為vip，因為所有rs上配置了這個vip，所以它會認為是它自己

LVS DR模式

• 這種模式，也需要有一個公共的IP配置在分發器和所有rs上，也就是vip
• 和IP Tunnel不同的是，它會把數據包的MAC地址修改為rs的MAC地址
• rs接收數據包後，會還原原始數據包，這樣目標IP為vip，因為所有rs上配置了這個vip，所以它會認為是它自己

LVS調度算法

* 輪詢 Round-Robin  rr
* 加權輪詢 Weight Round-Robin wrr
* 最小連接 Least-Connection lc
* 加權最小連接 Weight Least-Connection wlc
* 基於局部性的最小連接 Locality-Based Least Connections lblc
* 帶復制的基於局部性最小連接 Locality-Based Least Connections with Replication  lblcr
* 目標地址散列調度 Destination Hashing dh
* 源地址散列調度 Source Hashing  sh

NAT模式搭建

NAT模式搭建 – 準備工作

三臺機器
 分發器，也叫調度器（簡寫為dir）
 內網：22.130，外網：33.128（vmware僅主機模式）
 rs1   內網：22.134，設置網關為22.130
 rs2   內網：22.136，設置網關為22.130
 三臺機器上都執行執行 
 systemctl stop firewalld; systemc disable firewalld
 systemctl start  iptables-services; iptables -F; service iptables save 

NAT模式搭建 – 腳本配置

在dir上安裝ipvsadm
 yum install -y ipvsdam
 在dir上編寫腳本，vim /usr/local/sbin/lvs_nat.sh//內容如下
#! /bin/bash
#director 服務器上開啟路由轉發功能
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
#關閉icmp的重定向
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/send_redirects
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/default/send_redirects
#註意區分網卡名字，阿銘的兩個網卡分別為ens33和ens37
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens33/send_redirects
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens37/send_redirects
#director 設置nat防火墻
iptables -t nat -F
iptables -t nat -X
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.133.0/24  -j MASQUERADE
#director設置ipvsadm
IPVSADM=‘/usr/sbin/ipvsadm‘
$IPVSADM -C
$IPVSADM -A -t 192.168.147.144:80 -s wlc -p 3
$IPVSADM -a -t 192.168.147.144:80 -r 192.168.133.132:80 -m -w 1
$IPVSADM -a -t 192.168.147.144:80 -r 192.168.133.133:80 -m -w 1

NAT模式搭建 — 效果測試

兩臺rs上都安裝nginx
設置兩臺rs的主頁，做一個區分，也就是說直接curl兩臺rs的ip時，得到不同的結果
瀏覽器裏訪問192.168.142.147，多訪問幾次看結果差異

DR模式搭建

DR模式搭建 – 準備工作

三臺機器
dir       133.130   分發器，也叫調度器（簡寫為dir）
rs1      133.132
rs2      133.133
vip       133.200

DR模式搭建 – 腳本配置

dir上編寫腳本 vim /usr/local/sbin/lvs_dr.sh //內容如下
#! /bin/bash
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
ipv=/usr/sbin/ipvsadm
vip=192.168.133.200
rs1=192.168.133.132
rs2=192.168.133.133
#註意這裏的網卡名字
ifconfig ens33:2 $vip broadcast $vip netmask 255.255.255.255 up
route add -host $vip dev ens33:2
$ipv -C
$ipv -A -t $vip:80 -s wrr
$ipv -a -t $vip:80 -r $rs1:80 -g -w 1
$ipv -a -t $vip:80 -r $rs2:80 -g -w 1

兩臺rs上也編寫腳本 vim /usr/local/sbin/lvs_rs.sh//內容如下
#/bin/bash
vip=192.168.133.200
#把vip綁定在lo上，是為了實現rs直接把結果返回給客戶端
ifconfig lo:0 $vip broadcast $vip netmask 255.255.255.255 up
route add -host $vip lo:0
#以下操作為更改arp內核參數，目的是為了讓rs順利發送mac地址給客戶端
#參考文檔www.cnblogs.com/lgfeng/archive/2012/10/16/2726308.html
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
 分別在dir上和兩個rs上執行這些腳本
 測試

負載均衡集群-Lvs