項目一、LVS

1.集群Cluster

Cluster: 集群是為了解決某個特定問題將墮胎計算機組合起來形成的單個系統

LB：負載均衡

HA：高可用

HPC：高性能計算

2.分布式

分布式是將一個請求分成三個部分，按照功能拆分，使用微服務，分布式的靜態(tài)資源放在不同的存儲集群上

3.集群和分布式

集群：是同一個業(yè)務系統，部署在多臺主機上，且這多臺主機實現的功能沒有差別，都能獨立完成訪問請求，且數據代碼都是一樣的

分布式：一個業(yè)務被拆成多塊，部署在多臺主機上，每一個主機完成一塊內容

而一般來說集群和分布式是放在一起去使用的

4.lvs功能介紹

lvs：負載調度器，內核集成

四層與七層的區(qū)別：lvs只有四層（四層負載），最多只到傳輸層（端口管理），它可以mac地址以及ip和端口，也就是說lvs無法將請求數據報文拆開看里面的訪問請求，也就無法知道是動態(tài)還是靜態(tài)，無法進行調度

5.lvs-nat模式原理及部署方法

nat模式客戶的ip不變要變的是目的地址的ip

首先準備四臺主機，分別做lvs，以及realserver（三臺）

VS（負責調度）根據請求報文的目標IP和目標協議及端口將其調度轉發(fā)至某RS，根據調度算法來挑選RS

VS：調度器

RS：后端真實主機

CIP：客戶IP

VIP：客戶訪問LVS的接口IP

DIP：lvs訪問內部的接口IP

5.1lvs配置

添加兩塊網卡，一塊nat，一塊僅主機

然后給兩塊網卡配IP，nat網卡（eth0）配172.25.254.100，僅主機（eth1）配192.168.0.100，然后進入eth1的網卡配置文件將網關以及dns刪除

然后打開lvs中的核路由功能

[root@lvs ~]# sysctl -a | grep ip_forward

-a：顯示所有的內核參數

將過濾出的net.ipv4.ip_forward = 1寫入/etc/sysctl.conf中

執(zhí)行sysctl -p生效

在lvs中安裝lvs軟件

dnf install ipvsadm -y

ipvsadm -Ln#查看策略

此時的ipvsadm的策略文件是沒有東西的，cat /etc/sysconfig/ipvsadm，于是我們要自己寫

ipvsadm -A -t 172.25.254.100：80 -s rr#-A：增加虛擬服務器，-t：協議，客戶訪問100的時候開始調度，-s：指定調度的算法，rr：輪循算法

ipvsadm -a -t 172.25.254.100：80 -r 192.168.0.10：80 -m#-m：模式是nat，-r：realserver，-w：指定權重

pvsadm -a -t 172.25.254.100：80 -r 192.168.0.20：80 -m

5.2原理

客戶把流量發(fā)到了vip上，vip得到流量后去讀取lvs規(guī)則，看是給誰的，給自己的則去看調度算法，按照調度算法，對后端的RS進行調度，rr輪循調度，數據流量通過DIP扔向RS1一次，RS2一次，扔過來后RS看到請求，RS此時看到的請求時DIP訪問，但源IP不會改變，還是cip，但rs無法扔向cip于是它只能扔向自己的網關，網關會處理數據請求最后通過VIP發(fā)到真實的客戶

保存策略

ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm

5.3兩臺RS主機配置

將這兩臺主機改為僅主機的網卡

配置ip地址分別為192.168.0.10和192.168.0.20，然后進入網卡配置文件將網關改為192.168.0.100然后重啟網卡服務nmcli connection reload；nmcli connection up eth0，然后在這兩臺主機下載httpd，并開器服務，在默認發(fā)布目錄/var/www/html下寫要發(fā)布的內容寫在index.html

6.lvs-DR模式

減輕VS的壓力

6.1dr的工作模式詳解

ant模式下調度器壓力過大，于是RS不再由vs（調度器）返回數據，而是直接返回給客戶機

DR模式數據傳輸過程

LVS以及RS1、RS2都需要配置vip，LVS的VIP用于響應客戶端請求，RS1和RS2的vip用于將數據傳給后端主機，在進行配置時，要將RS1和RS2中的arp廣播關閉，抑制arp請求（不關閉的話就有三個vip響應請求）

6.2LVS-DR模式的實現

首先準備5臺虛擬機，一臺為client，一臺為router，一臺為LVS，剩下兩臺為Realserver

client配置

配置ip地址為172.25.254.200，編輯網卡配置文件vim /etc/NetworkManager/system-connection/eth0.nmconnection，修改網關為172.25.254.100

router配置

先給路由器添加一塊僅主機的網卡，然后分別給這兩塊網卡配置iP，nat的ip為172.25.254.100，僅主機的IP是192.168.0.100，然后將僅主機網卡的網關刪除，IP配置完后，要開啟內核中的路由功能

sysctl -a | grep ip_forward#找到IP轉發(fā)功能

vim /etc/sysctl.conf #將net.ipv4.ip_forward = 1（開啟IP轉發(fā)功能）寫入設置內核參數的配置文件

Realserver配置

配置rip為192.168.0.10與192.168.0.20網關為192.168.0.100，并在這兩臺realserver中關閉arp請求

[root@webs1 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore #關閉arp請求

[root@webs1 ~]# echo 2> /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

[root@webs1 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

[root@webs1 ~]# echo 2> /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

然后分別在這兩臺主機中添加vip：ip a a 192.168.0.200/32 dev lo（環(huán)回用32）

7.TUN模式

轉發(fā)方式：不修改請求報文的IP首部（源IP為CIP，目標IP為VIP），而在原IP報文之外再封裝一個IP首部 （源IP是DIP，目標IP是RIP），將報文發(fā)往挑選出的目標RS；RS直接響應給客戶端（源IP是VIP，目標IP 是CIP）

7.1TUN模式數據傳輸過程

1.客戶端發(fā)送請求數據包，包內有源IP+vip+dport

2.到達vs調度器后對客戶端發(fā)送過來的數據包重新封裝添加IP報文頭，新添加的IP報文頭中包含 TUNSRCIP(DIP)+TUNDESTIP(RSIP1)并發(fā)送到RS1

3.RS收到VS調度器發(fā)送過來的數據包做出響應，生成的響應報文中包含SRCIP(VIP)+DSTIP（CIP） +port，響應數據包通過網絡直接回傳給client

7.3TUN模式特點

1.DIP, VIP, RIP都應該是公網地址

2.RS的網關一般不能指向DIP

3.請求報文要經由Director，但響應不能經由Director

4.不支持端口映射

5.RS的OS須支持隧道功能

8.fullnet模式

fullnat：通過同時修改請求報文的源IP地址和目標IP地址進行轉發(fā) CIP --> DIP VIP --> RIP

1.VIP是公網地址，RIP和DIP是私網地址，且通常不在同一IP網絡；因此，RIP的網關一般不會指向DIP

2.RS收到的請求報文源地址是DIP，因此，只需響應給DIP；但Director還要將其發(fā)往Client

3.請求和響應報文都經由Director 4.支持端口映射

9.lvs算法

9.1lvs靜態(tài)調度算法

弊端：服務器配置不一致，可能會導致某一個服務器崩潰（一個服務器很忙，一個服務器很閑）

session：客戶端與服務建立的溝通，保存在服務器

1.RR:roundrobin輪詢rs分別調度，當rs配置有差別時不推薦（你一個我一個）

2.WRR:weight rr加權輪詢（權重：給誰多點給誰少點）

3.SH:source Hashing對源進行Hash，將來自于同一個IP地址的請求始終發(fā)往第一次挑中的rs，從而實現會話綁定（對源地址進行Hash運算運算出一個值后LVS的session就會記錄下來，來源的ip經過運算和記錄的Hash一致就打到同一個服務器上）

4.DH:destinationHash，目的地址Hash，第一次輪詢調度至rs，后續(xù)將發(fā)往同一個目標地址的請求始終發(fā)送至第一次挑中的rs，典型使用場景是正向代理緩存場景中的負載均衡（對目的地址進行Hash，同一個目的地址調度到同一個主機）

9.2lvs動態(tài)調度算法

1.LC（最少鏈接）：活動鏈接數x256+非活動鏈接數

2.WLC（權重最少鏈接）：默認調度方法=活動鏈接數x256+非活動鏈接數/weight（第一次可能打到性能不好的服務器）

3.SED（初始鏈）接高權重優(yōu)先）：（活動鏈接數+1+非活動鏈接數）x256/weight（雖然第一次能打到好的服務器但是經過幾輪后它還是會持續(xù)將流量打到這個服務器）

4.NQ：第一輪均分，后續(xù)SED

5.LBLC：動態(tài)DH算法，根據負載均衡實現正向代理

6.LCLBR：帶復制功能的LBLC，解決LBLC負載不均衡問題，從負載重的復制到負載輕的RS

7.FO（灰度發(fā)布）：當服務器承接大量鏈接，我們可以對服務器進行過載標記，那么vs調度器就不會把鏈接調度到有過載標記的主機中（當服務需要更新時，可以通過污點標記，使流量前往下一個服務器）

8.OVF

10.lvs-火墻mark標記解決調度問題

10.1為什么打標記

在lvs中加入443端口的集群，加入后現在有兩個集群80和443，且這兩個集群調度的主機時同一個，那么這個調度時有問題的，比如現在訪問80的集群調度到10，而訪問443應該調度到20上，然而它并沒有這樣去調度，根本原因是因為這兩個是分開控制的，所有我們可以通過火墻標記來解決輪詢調度問題

10.2參數說明

iptables -t mangle（附加說明） -A PEROUTING（表示在進廠前就要做的事） -d（目的地） $vip -p(協議) $tcp/Udp -m multiport（為多個端口打上一個標記，把這個端口變?yōu)橐粋€組，訪問這個組里的端口視為訪問同一個標記） --dports $port1，port2 -i MARK --set-mark $number

10.3配置

首先在后端服務器rs1，rs2安裝mod_ssl(ssl加密模塊讓rs支持https)

yum install mod_ssl -y

安裝完后給這兩臺rs重啟httpd服務

在lvs中為端口做標記

iptables -t mangle -A PREROIUTING -d 192.168.0.200 -p tcp -m muliport --dports 80，443 -j MARK --set-mark 66#打標記

iptables -nL#查看有沒有打上標記

接下來進行調度

先清空ipvsadm -C

ipvsadm -A -f 66 -s rr

ipvsadm -a -f 66 -r 192.168.0.10 -g（直連路由）-i（隧道）-m（nat）

ipvsadm -a -f 66 -r 192.168.0.20 -g

做完后就可以進行測試了

11.lvs持久鏈接（session會話問題解決）

主要是為了在訪問一個網址時，za會話會中斷導致數據丟失

解決方案

對調度進行時間設定，不管用什么算法，在同一時間內的數據打到同一臺主機，這個時間過了以后就打到另一臺主機上

配置

在lvs調度器中設定

[root@lvs ~]# ipvsadm -E -f 66 -s rr -p [3000]