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关于LVS
lvs 实现负载均衡
Internet的快速增长使多媒体网络服务器面对的访问数量快速增加，服务器需要具备提供大量并发访问服务的能力，因此对于大负载的服务器来讲，CPU、I/O处理能力很快会成为瓶颈。由于单台服务器的性能总是有限的，简单的提高硬件性能并不能真正解决这个问题。为此，必须采用多服务器和负载均衡技术才能满足大量并发访问的需要。Linux虚拟服务器(Linux Virtual Servers,LVS)使用负载均衡技术将多台服务器组成一个虚拟服务器。它为适应快速增长的网络访问需求提供了一个负载能力易于扩展，而价格低廉的解决方案。
LVS结构与工作原理
LVS由前端的负载均衡器(Load Balancer，LB)和后端的真实服务器(Real Server，RS)群组成。RS间可通过局域网或广域网连接。LVS的这种结构对用户是透明的，用户只能看见一台作为LB的虚拟服务器(Virtual Server)，而看不到提供服务的RS群。当用户的请求发往虚拟服务器，LB根据设定的包转发策略和负载均衡调度算法将用户请求转发给RS。RS再将用 户请求结果返回给用户。同请求包一样，应答包的返回方式也与包转发策略有关。
IP虚拟服务器IPVS
1.IPVS软件实现了三种IP负载均衡技术:
[1].VS/NAT
通过网络地址转换，调度器重写请求报文的目标地址，根据预设的调度算法，将请求分派给后端的真实服务器；真实服务器的响应报文通过调度器时，报文的源地址被重写，再返回给客户，完成整个负载调度过程。
[2].VS/TUN
采用NAT技术时，由于请求和响应报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，调度器把请求报 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报文。由于一般网络服务应答比请求报文大许多，采用VS/TUN技术后，集群系统的最大吞吐量可以提高10倍。
[3].VS/DR
VS/DR通过改写请求报文的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网卡连 在同一物理网段上。
2.十种负载调度算法
[1].轮叫调度（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”调度算法动态地将网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。
[9]. 最短的期望的延迟（Shortest Expected Delay Scheduling SED）
基于wlc算法。这个必须举例来说了ABC三台机器分别权重123，连接数也分别是123。那么如果使用WLC算法的话一个新请求进入时它可能会分给ABC中的任意一个。使用sed算法后会进行这样一个运算A:（1+1)/1B:（1+2)/2C:（1+3)/3根据运算结果，把连接交给C
[10].最少队列调度（Never Queue Scheduling NQ）
无需队列。如果有台realserver的连接数＝0就直接分配过去，不需要在进行sed运算
DR（Direct Routing）模式配置实现LVS
1,配置负载均衡，高可用yum源
[root@Server1 haproxy]# cat /etc/yum.repos.d/yum.repo
[yum]
name = yum
baseurl=http://172.25.12.250/rhel6.5
gpgcheck=0
[HighAvailability] #高可用模块
name = HighAvailability
baseurl=http://172.25.12.250/rhel6.5/HighAvailability
gpgcheck=0
[LoadBalancer] #负载均衡模块
name = LoadBalancer
baseurl=http://172.25.12.250/rhel6.5/LoadBalancer
gpgcheck=0
[ResilientStorage]
name = ResilientStorage
baseurl=http://172.25.12.250/rhel6.5/ResilientStorage
gpgcheck=0
[ScalableFileSystem]
name = ScalableFileSystem
baseurl=http://172.25.12.250/rhel6.5/ScalableFileSystem
gpgcheck=0
#######################################################
HighAvailability HighAvailability 56
LoadBalancer LoadBalancer 4
ResilientStorage ResilientStorage 62
ScalableFileSystem ScalableFileSystem 7
yum yum 3,690
repolist: 3,819
#######################################################
2.安装ipvsadm
yum install -y ipvsadm
ipvsadm是管理集群服务的命令行工具，用于管理LVS的策略规则
ipvsadm -A -t 172.25.12.100:80 -s rr
ipvsadm -a -t 172.25.12.100:80 -r 172.25.12.2:80 -g
ipvsadm -a -t 172.25.12.100:80 -r 172.25.12.3:80 -g
ipvsadm -ln #查看策略
/etc/init.d/ipvsadm save
/etc/init.d/ipvsadm stop
/etc/init.d/ipvsadm start
4.添加vip
server1 #服务端中添加ip
ip addr add 172.25.12.100/24 dev eth0
server* #在各个客户机中添加ip
ip addr add 172.25.12.100/24 dev eth0
做vip掩饰，不对外宣布
yum install -y arptables_jf
arptables -A IN -d 172.25.12.100 -j DROP #对通过100进入的数据进行丢弃
arptables -A OUT -s 172.25.12.100 -j mangle --mangle-ip-s 172.25.12.* #将从出去的数据通过172.25.12.*出去
/etc/init.d/arptables_jf save #永久保存设置
测试
curl 172.25.200.100 访问调度器
arp -an | grep 100 查看100的mac地址，会发现访问的是调度器的ip，ip与调度器的mac对应
arp -d 172.25.200.100 清空arp的缓存
arp -a 可以查看arp所有请求信息
ldirectord + lvs
yum install -y ldirectord-3.9.5-3.1.x86_64.rpm
rpm -ql ldirectord #查找配置文件
mv /usr/share/doc/ldirectord-3.9.5/ldirectord.cf /etc/ha.d/
#移动到这里的原因是/etc/init.d/ldirectord中配置文件指向为这里
cd /etc/ha.d/
vim ldirectord.cf
24 # Sample for an http virtual service
25 virtual=172.25.12.100:80 #vip指定
26 real=172.25.12.2:80 gate #后端指定
27 real=172.25.12.3:80 gate
28 fallback=127.0.0.1:80 gate #当前面的都挂掉以后调度器充当服务器
29 service=http
30 scheduler=rr
31 #persistent=600
32 #netmask=255.255.255.255
33 protocol=tcp
34 checktype=negotiate
35 checkport=80
36 request="index.html" #后端检查位置
37 #receive="Test Page" #后端检查页面内容
38 #virtualhost=www.x.y.z
ipvsadm -C 清除规则
/etc/init.d/ldirectord start #重新启动ldirectord服务
ipvsadm -ln 查看规则，ldirectord会将规则自动添加上去
并且该服务提供健康检查，如果有一个RS挂掉以后，他会在规则中将它去除，如果全部都挂掉以后，VS将充当服务器，一般这个服务器的页面写该网站正在维护，便于减少流量
keepalived + lvs
keepalived这个服务也提供高可用，但是它可以提供负载均衡，Keepalived的作用是检测服务器的状态，如果有一台web服务器宕机，或工作出现故障，Keepalived将检测到，并将有故障的服务器从系统 中剔除，同时使用其他服务器代替该服务器的工作，当服务器工作正常后Keepalived自动将服务器加入到服务器群中，这些工作全部自动完成，不需要人 工干涉，需要人工做的只是修复故障的服务器。
源码安装
tar zxf keepalived-1.4.0.tar.gz
cd keepalived-1.4.0/
vim INSTALL #查看安装文档
yum install -y openssl-devel libnl3-devel ipset-devel iptables-devel libnfnetlink-devel 一些依赖性软件，在文档中可以看到
yum install -y libnfnetlink-devel-1.0.0-1.el6.x86_64.rpm
yum install -y libnl-devel
./configure --prefix=/usr/local/keepalived --with-init=SYSV #源码安装三部曲 （1）
make （2）
make install （3）
因为该软件的家目录和电脑的家目录不一致，如果打开会找不到软件位置，所以需要设置软链接
ln -s /usr/local/keepalived/etc/keepalived/ /etc/
ln -s /usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/
ln -s /usr/local/keepalived/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/init.d/
ln -s /usr/local/keepalived/sbin/keepalived /sbin/
chmod +x /etc/init.d/keepalived
创建备用服务器的时候可以将/etc/init.d/keepalived 直接发给备用服务器，然后创建软链接
如果可以正常启动服务说明安装过程没有问题
修改配置文件
cd /etc/keepalived/
vim keepalived.conf #编辑配置文件，修改后的内容如下
! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
root@localhost #邮件发送到地址
}
notification_email_from keepalived@localhost
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_DEVEL
vrrp_skip_check_adv_addr
# vrrp_strict 所用版本2.06 如果不将这个语句注释，启动以后会自动给火墙里面加拒绝所有的策略
vrrp_garp_interval 0
vrrp_gna_interval 0
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER # 将这个机器设置为主服务器，在备用机器里面应该设置为BACKUP
interface eth0
virtual_router_id 12
priority 100 #权重越大越优先,备用机器可以将权重减小，如果性能相同，无所谓
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
172.25.12.100 #vip
}
}
virtual_server 172.25.12.100 80 {
delay_loop 3
lb_algo rr
lb_kind DR #DR模型
#persistence_timeout 50
protocol TCP
real_server 172.25.12.2 80 { #RS的配置
weight 1
TCP_CHECK
connect_timeout 3
retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 172.25.12.3 80 { #RS配置
weight 1
TCP_CHECK
connect_timeout 3
retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}
测试
echo c > /proc/sysrq-trigger 直接使内核崩溃，可以模拟VS挂掉，重新启动以后恢复
curl 172.25.12.100 如果两个RS的发布页面不同，执行这条命令多次会轮流交换，实现（负载均衡）
可以创建两个RS两个VS来测试
RS中安装httpd
该软件也有健康检查功能，但是如果RS都挂掉以后就全挂了，VS不会去充当RS
如果将主VS挂掉以后，备用的VS将会自动顶替位置 （高可用）
注意：需要在同一个网段
总结：ldirectord是与keepalived之间是冲突的，所以需要关闭ldirectord在进行keepalived 的实验的时候。
idrectord 提供负载均衡，提供健康检查，可以VS充当RS来提供页面
keepalived需要源码编译，提供高可用和负载均衡，健康检查，不能VS充当RS
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发表于 2018-11-19 14:40:28
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