lvs 集群 （NAT、DR）文末有健康检测脚本

一、lvs集群的优势

（对用硬件和软件方法实现高可伸缩、高可用 络服务的需求不断增长，导致lvs集群出现。）
1、可伸缩性（Scalability），当服务的负载增长时，系统能被扩展来满足需求，且不降低服务质量。

2、高可用性（Availability），尽管部分硬件和软件会发生故障，整个系统的服务必须是每天24小时每星期7天可用的。

3、可管理性（Manageability），整个系统可能在物理上很大，但应该容易管理。

4、价格有效性（Cost-effectiveness），整个系统实现是经济的、易支付的。

二、IP虚拟服务器软件IPVS

1、Virtual Server via Network Address Translation（VS/NAT）
通过 络地址转换，调度器重写请求 文的目标地址，根据预设的调度算法，将请求分派给后端的真实服务器；真实服务器的响应 文通过调度器时， 文的源地址被重写，再返回给客户，完成整个负载调度过程。

2、Virtual Server via IP Tunneling（VS/TUN）
采用NAT技术时，由于请求和响应 文都必须经过调度器地址重写，当客户请求越来越多时，调度器的处理能力将成为瓶颈。为了解决这个问题，调度器把请求 文通过IP隧道转发至真实服务器，而真实服务器将响应直接返回给客户，所以调度器只处理请求 文。由于一般 络服务应答比请求 文大许多，采用 VS/TUN技术后，集群系统的最大吞吐量可以提高10倍。

3、irtual Server via Direct Routing（VS/DR）
VS/DR通过改写请求 文的MAC地址，将请求发送到真实服务器，而真实服务器将响应直接返回给客户。同VS/TUN技术一样，VS/DR技术可极大地提高集群系统的伸缩性。这种方法没有IP隧道的开销，对集群中的真实服务器也没有必须支持IP隧道协议的要求，但是要求调度器与真实服务器都有一块 卡连 在同一物理 段上。

三、负载调度算法

1、轮叫（Round Robin）
调度器通过”轮叫”调度算法将外部请求按顺序轮流分配到集群中的真实服务器上，它均等地对待每一台服务器，而不管服务器上实际的连接数和系统负载。

2、加权轮叫（Weighted Round Robin）
调度器通过”加权轮叫”调度算法根据真实服务器的不同处理能力来调度访问请求。这样可以保证处理能力强的服务器处理更多的访问流量。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况，并动态地调整其权值。

3、最少链接（Least Connections）
调度器通过”最少连接”调度算法动态地将 络请求调度到已建立的链接数最少的服务器上。如果集群系统的真实服务器具有相近的系统性能，采用”最小连接”调度算法可以较好地均衡负载。

4、加权最少链接（Weighted Least Connections）
在集群系统中的服务器性能差异较大的情况下，调度器采用”加权最少链接”调度算法优化负载均衡性能，具有较高权值的服务器将承受较大比例的活动连接负载。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况，并动态地调整其权值。

5、基于局部性的最少链接（Locality-Based Least Connections）
“基于局部性的最少链接” 调度算法是针对目标IP地址的负载均衡，目前主要用于Cache集群系统。该算法根据请求的目标IP地址找出该目标IP地址最近使用的服务器，若该服务器 是可用的且没有超载，将请求发送到该服务器；若服务器不存在，或者该服务器超载且有服务器处于一半的工作负载，则用”最少链接”的原则选出一个可用的服务 器，将请求发送到该服务器。

6、带复制的基于局部性最少链接（Locality-Based Least Connections with Replication）
“带复制的基于局部性最少链接”调度算法也是针对目标IP地址的负载均衡，目前主要用于Cache集群系统。它与LBLC算法的不同之处是它要维护从一个 目标IP地址到一组服务器的映射，而LBLC算法维护从一个目标IP地址到一台服务器的映射。该算法根据请求的目标IP地址找出该目标IP地址对应的服务 器组，按”最小连接”原则从服务器组中选出一台服务器，若服务器没有超载，将请求发送到该服务器，若服务器超载；则按”最小连接”原则从这个集群中选出一 台服务器，将该服务器加入到服务器组中，将请求发送到该服务器。同时，当该服务器组有一段时间没有被修改，将最忙的服务器从服务器组中删除，以降低复制的 程度。

7、目标地址散列（Destination Hashing）
“目标地址散列”调度算法根据请求的目标IP地址，作为散列键（Hash Key）从静态分配的散列表找出对应的服务器，若该服务器是可用的且未超载，将请求发送到该服务器，否则返回空。

8源地址散列（Source Hashing）
“源地址散列”调度算法根据请求的源IP地址，作为散列键（Hash Key）从静态分配的散列表找出对应的服务器，若该服务器是可用的且未超载，将请求发送到该服务器，否则返回空。

四、LVS虚拟服务器的搭建

1、创建LVS虚拟集群服务器
[root@proxy ~]# yum -y install ipvsadm
[root@proxy ~]# ipvsadm -A -t 192.168.4.5:80 -s wrr
[root@proxy ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.4.5:80 wrr

使用4台虚拟机，1台作为Director调度器、2台作为Real Server、1台客户端，拓扑结构如下图所示。

1、设置Proxy代理服务器的VIP和DIP

注意：为了防止冲突，VIP必须要配置在 卡的虚拟接口！！！
调度器使用DIP与RIP通信，否则会出现192.168.4.5与192.168.4.5通信。
[root@proxy ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@proxy ~]# vim ifcfg-eth0
TYPE=Ethernet
BOOTPROTO=none
NAME=eth0
DEVICE=eth0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.4.15
PREFIX=24

[root@proxy ~]# vim ifcfg-eth0:0
TYPE=Ethernet
BOOTPROTO=none
DEFROUTE=yes
NAME=eth0:0
DEVICE=eth0:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.4.5
PREFIX=24
[root@proxy ~]# systemctl restart network

2、设置Web服务器 络参数（web1为例）
[root@web1 ~]# nmcli connection modify eth0 ipv4.method manual
ipv4.addresses 192.168.4.10/24 connection.autoconnect yes
[root@web1 ~]# nmcli connection up eth0

接下来给web1配置VIP地址
注意：这里的子 掩码必须是32（也就是全255）， 络地址与IP地址一样，广播地址与IP地址也一样。
[root@web1 ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@web1 ~]# vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.4.5
NETMASK=255.255.255.255
NETWORK=192.168.4.5
BROADCAST=192.168.4.5
ONBOOT=yes
NAME=lo:0

注意：这里因为web1也配置与代理一样的VIP地址，默认肯定会出现地址冲突。写入这四行的主要目的就是访问192.168.4.5的数据包，只有调度器会响应，其他主机都不做任何响应
[root@web1 ~]# vim /etc/sysctl.conf
‘’#手动写入如下4行内容
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
‘’#当有arp广播问谁是192.168.4.5时，本机忽略该ARP广播，不做任何回应
‘’#本机不要向外宣告自己的lo回环地址是192.168.4.5

重启 络服务，设置防火墙与SELinux
[root@web1 ~]# systemctl restart network
[root@web1 ~]# ifdown eth1
[root@web1 ~]# ifconfig
[root@web1 ~]# systemctl stop firewalld
[root@web1 ~]# setenforce 0

3、配置实验 络环境
[root@web1 ~]# yum -y install httpd
[root@web1 ~]# echo “192.168.4.10” > /var/www/html/index.html
[root@web2 ~]# yum -y install httpd
[root@web2 ~]# echo “192.168.4.20” > /var/www/html/index.html
[root@web1 ~]# systemctl start httpd; systemctl enable httpd
[root@web2 ~]# systemctl start httpd; systemctl enable httpd

4、proxy调度器安装软件并部署LVS-DR模式调度器

安装软件、创建新的集群服务器规则
[root@proxy Packages]# yum -y install ipvsadm
[root@proxy ~]# ipvsadm -C #清空所有规则，做实验
[root@proxy ~]# ipvsadm -A -t 192.168.4.5:80 -s wrr

添加真实服务器(-g参数设置LVS工作模式为DR模式)
[root@proxy ~]# ipvsadm -a -t 192.168.4.5:80 -r 192.168.4.10 -g -w 1
[root@proxy ~]# ipvsadm -a -t 192.168.4.5:80 -r 192.168.4.20 -g -w 1

查看规则列表，并保存规则
[root@proxy ~]# ipvsadm –Ln
[root@proxy ~]# ipvsadm-save -n > /etc/sysconfig/ipvsadm

5、客户端测试
客户端使用curl命令反复连接http://192.168.4.5，查看访问的页面是否会轮询到不同的后端真实服务器。
扩展知识：默认LVS不带健康检查功能，需要自己手动编写动态检测脚本，实现该功能：(参考脚本如下，仅供参考)
[root@proxy ~]# vim check.sh
‘’#!/bin/bash
VIP=192.168.4.5:80
RIP1=192.168.4.10
RIP2=192.168.4.20
while :
do
for IP in $RIP1$RIP2
do
curl -s http://$IP &>/dev/vnull
web_stat=/span>ipvsadm?Ln|grep?q$ipvsadm -Ln | grep -q$IP
web_in_lvs=/span>if[$if [$web_stat -ne 0 -a $web_in_lvs -eq 0 ];then ipvsadm -d -t$VIP -r $IP elif [$web_stat -eq 0 -a $web_in_lvs -ne 0 ];then ipvsadm -a -t$VIP -r $IP
fi
done
sleep 1
done