• 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 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，所以請求量不能太大，一般十來臺，除非萬兆光纖荷藕高配置
  • 在nat模式中，rs和分發器之間通過內網通信，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，直接返回給用戶，不需要經過分發器
• 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，直接返回給用戶，不需要經過分發器

    LVS調度算法
• 輪詢 Round-Robin 簡稱rr，用戶請求過來，均衡的分發到rs
• 加權輪詢 Weight Round-Robin wrr，權重高的rs多分發
• 最小連接 Least-Connection lc，鏈接數少的，優先分發
• 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

  LVS 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：21.128，外網：110.130（vmware僅主機模式）
  • rs1
  • 內網：21.129，設置網關為21.128
  • rs2
  • 內網：21.130，設置網關為21.128
  • 三臺機器上都執行執行
  • systemctl stop firewalld; systemc disable firewalld
  • yum install -y iptables-services
  • systemctl start iptables-service; iptables -F; service iptables save
• NAT模式搭建
  • 在dir上安裝ipvsadm
  • yum install -y ipvsadm
  • 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 192.168.21.0/24  -j MASQUERADE
    # director設置ipvsadm
    IPVSADM=‘/usr/sbin/ipvsadm‘
    $IPVSADM -C
    $IPVSADM -A -t 192.168.110.130:80 -s wlc -p 3
    $IPVSADM -a -t 192.168.110.130:80 -r 192.168.21.129:80 -m -w 1
    $IPVSADM -a -t 192.168.110.130:80 -r 192.168.21.130:80 -m -w 1

    [root@akuilinux01 ~]# sh /usr/local/sbin/lvs_nat.sh

• 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

    [root@akuilinux02 ~]# vim /usr/share/nginx/html/index.html
    [root@akuilinux02 ~]# curl localhost
    akuilinux-02
    [root@akuilinux03 ~]# vim /usr/share/nginx/html/index.html
    [root@akuilinux03 ~]# curl localhost
    akuilinux-03

  • 瀏覽器裏訪問192.168.142.147，多訪問幾次看結果差異

    [root@akuilinux01 ~]# curl 192.168.110.130
    akuilinux-02
    [root@akuilinux01 ~]# curl 192.168.110.130
    akuilinux-02
    [root@akuilinux01 ~]# curl 192.168.110.130
    akuilinux-03
    [root@akuilinux01 ~]# curl 192.168.110.130
    akuilinux-02
    [root@akuilinux01 ~]# curl 192.168.110.130
    akuilinux-03

    擴展

• lvs 三種模式詳解
• vs幾種算法
• 關於arp_ignore和 arp_announce
• lvs原理相關的

負載均衡集群介紹，LVS介紹，LVS的調度算法，LVSNAT模式搭建