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LVS 體系結(jié)構(gòu)

LVS 相關(guān)概念術(shù)語(yǔ)

?lvs 集群常見類型

實(shí)驗(yàn)一：?

LVS NAT模式

LVS NAT特性

實(shí)驗(yàn)二：?

LVS DR模式

?LVS DR特性

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LVS是Linux virtual server的縮寫，是一個(gè)高性能的、開源的負(fù)載均衡器，它運(yùn)行于Linux操作系統(tǒng)之上，用于將網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求分發(fā)給后端服務(wù)器集群中的服務(wù)器。

LVS簡(jiǎn)單工作原理為用戶請(qǐng)求LVS VIP，LVS根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方式和算法，將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給后端服務(wù)器，后端服務(wù)器接收到請(qǐng)求，返回給用戶。

LVS 體系結(jié)構(gòu)

LVS架構(gòu)主要由三個(gè)部分組成：

1）負(fù)載均衡層：位于整個(gè)集群系統(tǒng)的最前端，由一臺(tái)或多臺(tái)負(fù)載調(diào)度器（Director Server）組成，LVS模塊就安裝在調(diào)度器上。

2）服務(wù)器群組層：由一組實(shí)際運(yùn)行的應(yīng)用服務(wù)器（Real Server）組成，可以是web服務(wù)器、mail服務(wù)器、DNS服務(wù)器、FTP服務(wù)器等。

3）數(shù)據(jù)共享存儲(chǔ)層：為所有Real Server提供共享存儲(chǔ)空間和內(nèi)容一致性的存儲(chǔ)區(qū)域，一般通過NFS網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)或集群文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

LVS 相關(guān)概念術(shù)語(yǔ)

1. VS: Virtual Server。負(fù)責(zé)調(diào)度。
2. RS：Real Server。后端真實(shí)的工作服務(wù)器，負(fù)責(zé)真正提供服務(wù)。
3. DS（Director Server）：指的是前端負(fù)載均衡器節(jié)點(diǎn)，調(diào)度服務(wù)器，將負(fù)載分發(fā)到Real Server的服務(wù)器上。
4. VIP：Virtual IP。虛擬 IP，向外部直接面向用戶請(qǐng)求，作為用戶請(qǐng)求的目標(biāo)的IP地址。[ VS外網(wǎng)的IP ]
5. DIP：Director IP Address。Director連接到Real Server的IP地址。主要用于和內(nèi)部主機(jī)通訊。[ VS內(nèi)網(wǎng)的IP ]
6. RIP：Real IP Address。真實(shí)IP地址，(后端服務(wù)器)集群節(jié)點(diǎn)上使用的IP地址。
7. CIP：Client IP?？蛻舳说腎P地址。

訪問流程：CIP VIP == DIP RIP ?

?lvs 集群常見類型

按轉(zhuǎn)發(fā)方式劃分：

LVS-NAT（網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）：LVS將請(qǐng)求報(bào)文中的目標(biāo)地址和目標(biāo)端口修改為選定到的真實(shí)服務(wù)器的IP和端口，從而實(shí)現(xiàn)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)。

LVS-DR（直接路由）：也稱為Direct Routing，通過為請(qǐng)求報(bào)文重新封裝一個(gè)MAC首部進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，源MAC是DIP所在的接口的MAC，目標(biāo)MAC是某挑選出的RS的RIP所在接口的MAC地址；源IP/PORT，以及目標(biāo)IP/PORT均保持不變。

LVS-TUN（隧道）：不修改請(qǐng)求報(bào)文的IP首部，而在源IP報(bào)文之外再封裝一個(gè)IP首部（源IP是DIP，目標(biāo)IP是RIP），將報(bào)文發(fā)往挑選出的目標(biāo)Real Server，Real Server直接響應(yīng)給客戶端（源IP是VIP，目標(biāo)IP是CIP）。

LVS-FULLNAT：通過同時(shí)修改請(qǐng)求報(bào)文的源IP地址和目標(biāo)IP地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

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實(shí)驗(yàn)一：?

LVS NAT模式

NAT 模式雙向流量都經(jīng)過 LVS。?

LVS NAT特性

• VIP和RIP不需要在同一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)；
• NAT的包的進(jìn)出都需要經(jīng)過LVS，所以LVS可能會(huì)成為一個(gè)系統(tǒng)的瓶頸問題。

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lvs：設(shè)置兩個(gè)網(wǎng)卡：eth0? 172.25.254.100/24? NAT? ? eth1? 192.168.0.100/24? 僅主機(jī)

webserver1： eth0? 192.168.0.10/24?? 僅主機(jī)模式

webserver2 ：eth0? 192.168.0.20/24?? 僅主機(jī)模式

lvs：調(diào)度器

systemctl disable --now?firewalld.service

vim /etc/sysctl.conf? ? ?##配置內(nèi)核參數(shù)：net.ipv4.ip_forward = 1? 啟用IP轉(zhuǎn)發(fā)
sysctl -p? ?##應(yīng)用更改

yum install httpd -y

yum install ipvsadm -y? ?##安裝工具包

：ipvsadm?是一個(gè)用于管理 Linux 虛擬服務(wù)器（IPVS）的工具，它允許系統(tǒng)管理員設(shè)置和管理負(fù)載均衡器。

ipvsadm -A -t 172.25.254.100:80 -s rr? ?##添加虛擬服務(wù)

ipvsadm -a -t 172.25.254.100:80 -r 192.168.0.10:80 -m? ?##添加后端服務(wù)器

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

ipvsadm -Ln? ?##列出?Linux 虛擬服務(wù)器（IPVS）表中當(dāng)前配置

systemctl restart httpd

webserver1： #webserver2類似

systemctl disable --now firewalld

yum install httpd -y

echo webserver1-192.168.0.10 >/var/www/html/index.html??

systemctl restart httpd?

?在lvs上測(cè)試：

curl 192.168.0.10

curl 192.168.0.20

實(shí)驗(yàn)二：?

LVS DR模式

DR 模式 LVS 邏輯比較簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)包通過直接路由方式轉(zhuǎn)發(fā)給后端服務(wù)器，而且響應(yīng)數(shù)據(jù)包是由 RS 服務(wù)器直接發(fā)送給客戶端，不經(jīng)過 LVS。

?LVS DR特性

• 前端路由將目標(biāo)地址為VIP報(bào)文統(tǒng)統(tǒng)發(fā)給Director Server；
• RS跟Director Server必須有一個(gè)網(wǎng)卡在同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)中；
• 所有的請(qǐng)求報(bào)文經(jīng)由Director Server，但響應(yīng)報(bào)文必須不能進(jìn)過Director Server；
• 所有的real server機(jī)器上都有VIP地址。

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router：路由器

NAT模式：172.25.254.100/24? ? ? ?僅主機(jī)模式：192.168.0100/24

systemctl disable --now firewalld.service

vim /etc/NetworkManager/system-connections/eth0.connection

vim /etc/NetworkManager/system-connections/eth1.connection

nmcli connection reload

nmcli connection up eth0

nmcli connection up eth1

vim /etc/sysctl.conf

sysctl -p

webserver1：web服務(wù)器1?

僅主機(jī)：ip：192.168.0.10；gateway：192.168.0.100

systemctl disable --now firewalld.service

vim /etc/NetworkManager/system-connections/eth0.connection

nmcli connection reload

nmcli connection up eth0

route -n

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore

echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

【arp_ignore?和?arp_announce?是與ARP（地址解析協(xié)議）相關(guān)的內(nèi)核參數(shù)】

ip addr a 192.168.0.200/32 dev lo

nmcli connection reload

webserver1 和 webserver2 解決響應(yīng)問題：

webserver2：web服務(wù)器2

僅主機(jī)：ip：192.168.0.20；gateway：192.168.0.100

systemctl disable --now firewalld.service

vim /etc/NetworkManager/system-connections/eth0.connection

nmcli connection reload

nmcli connection up eth0

route -n

##解決響應(yīng)問題

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore?

echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

ip addr a 192.168.0.200/32 dev lo? ?##將IP地址添加到回環(huán)接口

nmcli connection reload

lvs：調(diào)度器

僅主機(jī)：ip：192.168.0.50/24；lo：192.168.0.200/32

systemctl disable --now firewalld.service

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1? #lvs環(huán)境我用的RedHat7版本

nmcli connection reload

nmcli connection up eth1

ip addr a 192.168.0.200/32 dev lo

nmcli connection reload

ipvsadm -A -t 192.168.0.200:80 -s wrr

ipvsadm -a -t 192.168.0.200:80 -r 192.168.0.20:80 -g -w 2

ipvsadm -a -t 192.168.0.200:80 -r 192.168.0.10:80 -g -w 1

systemctl restart httpd

?client：測(cè)試主機(jī)

NAT：ip：172.25.254.200/24；gateway：172.25.254.100

systemctl disable --now firewalld.service

測(cè)試效果如下：?

?

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