LVS实现(VS／DR)负载均衡和Keepalived高可用

LVS是Linux Virtual Server的简写即Linux虚拟服务器，是一个虚拟的服务器集群系统

一组服务器通过高速的局域网或者地理分布的广域网相互连接，在它们的前端有一个负载调度器（Load
Balancer）。负载调度器能无缝地将网络请求调度到真实服务器上，从而使得服务器集群的结构对客户是透明的，客户访问集群系统提供的网络服务就像访问一台高性能、高可用的服务器一样。客户程序不受服务器集群的影响不需作任何修改。系统的伸缩性通过在服务机群中透明地加入和删除一个节点来达到，通过检测节点或服务进程故障和正确地重置系统达到高可用性。

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[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。

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[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

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实验环境：
server1:172.25.7.1
server2:172.25.7.2

server3:172.25.7.3
Client:172.25.7.250

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server1:调度器
[1]配置高可用yum源

查看完整yum源：


开始配置：

[2]安装管理集群服务ipvsadm

[3]添加ip

[4]设置lvs的vip,vip添加RS地址，并设置为DR模式

rr：表示轮询算法，-t：TCP，-s：sheduler

-r：RS地址，-g：DR模式
注：如果手误,可以使用清除策略再重新添加
查询ipvsadm状态 :



[5]保存策略

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server2:服务器
[1]Realserver同样添加虚拟ip地址，与调度器虚拟ip地址一致

[2]安装arp防火墙

virtual
server与real server的地址一致，所以进入real server时需要把虚拟ip DROP掉，即拦截real server的虚拟ip

[3]设置arp抑制

查看arptables的状态


[4]开启httpd,修改发布页面

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server3:服务器
[1]Realserver同样添加虚拟ip地址，与调度器虚拟ip地址一致

[2]安装arp防火墙

[3]设置arp抑制

[4]开启httpd,修改发布页面sat报名官网

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测试：
1.负载均衡：
客户端访问vip：


调度器查看ipvs的状态：


2.查看mac地址：




总结：DR实现负载均衡流程如下：

server1:
[1].安装监控软件

[2]修改配置文件

查找配置文件：

开启服务：

[3]修改默认发布页

[4]不支持端口转发,修改为默认端口80

[5]RS关闭httpd

查看ipvsadm状态：


测试：客户端访问VIP

server1:
[1]停止 ldirectord
服务

[2]下载并安装keepalived

[3]源码编译三部曲：

[4]生成软连接：

[5]修改keepalived配置文件：

向server4发送文件:

[6]删除vip,开启keepalived服务

server4:
生成同样的软连接:

修改keepalived配置文件：

开启服务：

查看日至：




测试：当server1的keepalived服务关闭