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lvs负载均衡的配置

分类： 架构设计与优化

2015-04-19 17:08:17

rhel6 自带 lvs 软件包 安装 ipvsadm 软件包即可使用
yum install ipvsadm -y（注意这里需要先配置yum源）

三种 ip 负载均衡技术的优缺点归纳在下表中:

注:以上三种方法所能支持最大服务器数目的估计是假设调度器使用 100m 网卡,调度器的硬件配置与后端服务器的硬件配置相同,而且是对一般 web 服 务。使用更高的硬件配置(如千兆网卡和更快的处理器)作为调度器,调度器所能调度的服务器数量会相应增加。当应用不同时,服务器的数目也会相应地改变。所 以,以上数据估计主要是为三种方法的伸缩性进行量化比较。

这里我在做的时候用了三台主机：
vm1    192.168.1.120    load balance    eth0
vm1    192.168.1.188    load balance    vip
vm2    192.168.1.121    realserver
vm3    192.168.1.122    realserver

1.lvs-dr 模式(调度器与实际服务器都有一块网卡连在同一物理网段上)
简要的网络结构如下所示

配置lvs server
lvs_dr.sh

点击(此处)折叠或打开

  1. #！/bin/sh
  2. vip=192.168.1.188
  3. rip1=192.168.1.121
  4. rip2=192.168.1.122
  5. . /etc/rc.d/init.d/functions
  6. case "$1" in
  7. start)
  8. echo "start lvs of directorserver"
  9. #set the virtual ip address
  10. /sbin/ifconfig eth0:1 $vip broadcast $vip netmask 255.255.255.255 up
  11. /sbin/route add -host $vip dev eth0:1
  12. #clear ipvs table
  13. /sbin/ipvsadm -c
  14. #set lvs
  15. /sbin/ipvsadm -a -t $vip:80 -s rr
  16. /sbin/ipvsadm -a -t $vip:80 -r $rip1:80 -g
  17. /sbin/ipvsadm -a -t $vip:80 -r $rip2:80 -g
  18. #run lvs
  19. /sbin/ipvsadm
  20. ;;
  21. stop)
  22. echo "close lvs directorserver"
  23. /sbin/ipvsadm -c
  24. /sbin/ifconfig eth0:1 down
  25. ;;
  26. *)
  27. echo "usage： $0 {start|stop}"
  28. exit 1
  29. esac
配置 rip server
realserver.sh

点击(此处)折叠或打开

  1. #!/bin/bash
  2. vip=192.168.1.188
  3. local_name=50bang
  4. broadcast=192.168.1.255 #vip's broadcast
  5. . /etc/rc.d/init.d/functions
  6. case "$1" in
  7. start)
  8. echo "reparing for real server"
  9. echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
  10. echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
  11. echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
  12. echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
  13. ifconfig lo:0 $vip netmask 255.255.255.255 broadcast $broadcast up
  14. /sbin/route add -host $vip dev lo:0
  15. ;;
  16. stop)
  17. ifconfig lo:0 down
  18. echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
  19. echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
  20. echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
  21. echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
  22. ;;
  23. *)
  24. echo "usage: lvs {start|stop}"
  25. exit 1
  26. esac
我们在浏览器端输入：192.168.1.188每次刷新显示结果都会变，如下证明我们配置正确：


2.lvs-tun 模式


简要的网络架构如下:

配置lvs server
lvs_tun.sh

点击(此处)折叠或打开

  1. #!/bin/sh
  2. # description: start lvs of directorserver
  3. vip=192.168.1.188（注意，lvs server那台机器2个ip，一个是vip,一个是本身ip例如192.168.1.120）
  4. rip1=192.168.1.121
  5. rip2=192.168.1.122
  6. #ripn=192.168.0.n
  7. gw=192.168.1.1
  8. . /etc/rc.d/init.d/functions
  9. case "$1" in
  10. start)
  11. echo " start lvs of directorserver"
  12. # set the virtual ip address
  13. /sbin/ifconfig tunl0 $vip broadcast $vip netmask 255.255.255.0 up
  14. /sbin/route add -host $vip dev tunl0
  15. #clear ipvs table
  16. /sbin/ipvsadm -c
  17. #set lvs
  18. /sbin/ipvsadm -a -t $vip:80 -s rr
  19. /sbin/ipvsadm -a -t $vip:80 -r $rip1:80 -i
  20. /sbin/ipvsadm -a -t $vip:80 -r $rip2:80 -i
  21. #/sbin/ipvsadm -a -t $vip:80 -r $rip3:80 -i
  22. #run lvs
  23. /sbin/ipvsadm
  24. #end
  25. ;;
  26. stop)
  27. echo "close lvs directorserver"
  28. ifconfig tunl0 down
  29. /sbin/ipvsadm -c
  30. ;;
  31. *)
  32. echo "usage: $0 {start|stop}"
  33. exit 1
  34. esac

配置real server
realserver.sh

点击(此处)折叠或打开

  1. #!/bin/sh
  2. # description: config realserver tunl port and apply arp patch
  3. vip=192.168.1.188
  4. . /etc/rc.d/init.d/functions
  5. case "$1" in
  6. start)
  7. echo "tunl port starting"
  8. ifconfig tunl0 $vip netmask 255.255.255.0 broadcast $vip up
  9. /sbin/route add -host $vip dev tunl0
  10. echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/tunl0/arp_ignore
  11. echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/tunl0/arp_announce
  12. echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
  13. echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
  14. sysctl -p
  15. ;;
  16. stop)
  17. echo "tunl port closing"
  18. ifconfig tunl0 down
  19. echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
  20. echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
  21. ;;
  22. *)
  23. echo "usage: $0 {start|stop}"
  24. exit 1
  25. esac



3.lvs-nat 模式


简要的网络架构如下图:

配置lvs server
lvs_nat.sh

点击(此处)折叠或打开

  1. #!/bin/sh
  2. # description: start lvs of nat
  3. vlan-ip=192.168.1.188
  4. rip1=10.1.1.2
  5. rip2=10.1.1.3
  6. #ripn=10.1.1.n
  7. gw=10.1.1.1
  8. . /etc/rc.d/init.d/functions
  9. case "$1" in
  10. start)
  11. echo " start lvs of natserver"
  12. echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward
  13. echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/send_redirects
  14. echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/default/send_redirects
  15. echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/send_redirects
  16. echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/eth1/send_redirects(内网卡上的)
  17. #clear ipvs table
  18. /sbin/ipvsadm -c
  19. #set lvs
  20. /sbin/ipvsadm -a -t $vlan-ip:80 -r $rip1:80 -m -w 1
  21. /sbin/ipvsadm -a -t $vlan-ip:80 -r $rip2:80 -m -w 1
  22. #run lvs
  23. /sbin/ipvsadm
  24. #end
  25. ;;
  26. stop)
  27. echo "close lvs nat server"
  28. echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward
  29. echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/send_redirects
  30. echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/default/send_redirects
  31. echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/send_redirects
  32. echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/eth1/send_redirects(内网卡上的)
  33. /sbin/ipvsadm -c
  34. ;;
  35. *)
  36. echo "usage: $0 {start|stop}"
  37. exit 1
  38. esac
配置real server lvs-nat 模式的后端机器不需要配置.
测试的时候我们在real server里面设置一个发布页面进行测试
echo `hostname` >/var/www/html/index.html
然后就可以进行测试了！

tips： -g 表示使用dr方式，-m表示nat方式，-i表示tunneling方式。

lvs 三种工作模式的优缺点比较：
一、virtual server via nat（vs-nat）

优点：集群中的物理服务器可以使用任何支持tcp/ip操作系统，物理服务器可以分配internet的保留私有地址，只有负载均衡器需要一个合法的ip地址。

缺点：扩展性有限。当服务器节点（普通pc服务器）数据增长到20个或更多时,负载均衡器将成为整个系统的瓶颈，因为所有的请求包和应答包都需要经过负载均衡器再生。假使tcp包的平均长度是536字节的话，平均包再生延迟时间大约为60us（在pentium处理器上计算的，采用更快的处理器将使得这个延迟时间变短），负载均衡器的最大容许能力为8.93m/s，假定每台物理服务器的平台容许能力为400k/s来计算，负责均衡器能为22台物理服务器计算。

解决办法：即使是是负载均衡器成为整个系统的瓶颈，如果是这样也有两种方法来解决它。一种是混合处理，另一种是采用virtual server via ip tunneling或virtual server via direct routing。如果采用混合处理的方法，将需要许多同属单一的rr dns域。你采用virtual server via ip tunneling或virtual server via direct routing以获得更好的可扩展性。也可以嵌套使用负载均衡器，在最前端的是vs-tunneling或vs-drouting的负载均衡器，然后后面采用vs-nat的负载均衡器。
二、virtual server via ip tunneling（vs-tun）

我们发现，许多internet服务（例如web服务器）的请求包很短小，而应答包通常很大。

优点：负载均衡器只负责将请求包分发给物理服务器，而物理服务器将应答包直接发给用户。所以，负载均衡器能处理很巨大的请求量，这种方式，一台负载均衡能为超过100台的物理服务器服务，负载均衡器不再是系统的瓶颈。使用vs-tun方式，如果你的负载均衡器拥有100m的全双工网卡的话，就能使得整个virtual server能达到1g的吞吐量。

不足：但是，这种方式需要所有的服务器支持"ip tunneling"(ip encapsulation)协议，我仅在linux系统上实现了这个，如果你能让其它操作系统支持，还在探索之中。
三、virtual server via direct routing（vs-dr）

优点：和vs－tun一样，负载均衡器也只是分发请求，应答包通过单独的路由方法返回给客户端。与vs-tun相比，vs-dr这种实现方式不需要隧道结构，因此可以使用大多数操作系统做为物理服务器，其中包括：linux 2.0.36、2.2.9、2.2.10、2.2.12；solaris 2.5.1、2.6、2.7；freebsd 3.1、3.2、3.3；nt4.0无需打补丁；irix 6.5；hpux11等。

不足：要求负载均衡器的网卡必须与物理网卡在一个物理段上


参考：








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