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企业架构LB-服务器的负载均衡之LVS实现

#一、LVS介绍和安装

作用和优势：

安装ipvsadm 只在负载均衡调度服务器上安装即可

shell > yum -y install ipvsadm

LVS的常见工作方式：

LVS调度算法： 1.Fixed Scheduling Method 静态调度方法

①RR 轮询 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。

②WRR 加权轮询 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。

③DH 目标地址hash 算法也是针对目标IP地址的负载均衡，但它是一种静态映射算法，通过一个散列（Hash）函数将一个目标IP地址映射到一台服务器。 目标地址散列调度算法先根据请求的目标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。

④SH 源地址hash 算法正好与目标地址散列调度算法相反，它根据请求的源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。 它采用的散列函数与目标地址散列调度算法的相同。除了将请求的目标IP地址换成请求的源IP地址外，它的算法流程与目标地址散列调度算法的基本相似。在实际应用中，源地址散列调度和目标地址散列调度可以结合使用在防火墙集群中，它们可以保证整个系统的唯一出入口。

2.Dynamic Scheduling Method 动态调度方法

①LC 最少连接 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。

②WLC 加权最少连接 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。

③SED 最少期望延迟 基于wlc算法，举例说明：ABC三台机器分别权重123，连接数也分别是123，name如果使用WLC算法的话一个新请求 进入时他可能会分给ABC中任意一个，使用SED算法后会进行这样一个运算 A:(1+1)/2 B:(1+2)/2 C:(1+3)/3 根据运算结果，把连接交给C

④NQ 从不排队调度方法 无需列队，如果有台realserver的连接数=0 就直接分配过去，不需要进行sed运算.

⑤LBLC 基于本地的最少连接 "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。

⑥LBLCR 带复制的基于本地的最少连接 "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。

#二、LVS实现负载均衡

1、LVS-NAT实现

需要知道的几个名词概念：

###1.1、模式介绍

###1.2、案例实现

在centos系统中建立网卡配置文件

启动网卡

注意如果获取不到IP信息，查看桥接模式的对应网卡，是否选择正确

①RS上web服务正常运行，这个之前案例已经实现，可以沿用

#启动web服务，能够正常访问
#添加默认路由网关
#如果有默认路由网关删除掉即可
shell > route del default
shell > route add default gw 192.168.17.103

②在DS上通过ipvsadm配置调度规则

#定义一个集群服务
#定义IP为VIP
shell > ipvsadm -A -t 192.168.24.52:80 -s rr 
#添加RealServer并指定工作模式为NAT
shell > ipvsadm -a -t 192.168.24.52:80 -r 192.168.17.102 -m 
shell > ipvsadm -a -t 192.168.24.52:80 -r 192.168.17.101 -m
#查看ipvs定义的规则列表
shell > ipvsadm -L -n
#启动Linux的路由转发功能
shell > echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward 

③访问查看效果

④修改测试调度算法

通过-s重新指定负载均衡调度算法

shell > ipvsadm -E -t 192.168.24.52:80 -s dh

解决session生成和验证一致性问题

2、LVS-DR实现

###2.1、模式介绍

###2.2、案例实现

①在RS上配置

#设置arp的通告模式  通过VIP请求到DS服务器
shell > echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
shell > echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
shell > echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
shell > echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
#绑定VIP到网卡
shell > ifconfig lo:0 192.168.17.205  broadcast 192.168.17.205 netmask 255.255.255.255 up
#添加主机路由
shell > route add -host 192.168.17.205 dev lo:0

②在DS上配置

#配置DS上的VIP
shell > ifconfig eth0:0 192.168.17.205 broadcast 192.168.17.205 netmask 255.255.255.255 up
#添加主机路由
shell > route add -host 192.168.17.205 dev eth0:0
#配置转发规则
shell > ipvsadm -C
shell > ipvsadm -A -t 192.168.17.205:80 -s rr
shell > ipvsadm -a -t 192.168.17.205:80 -r 192.168.17.102 -g
shell > ipvsadm -a -t 192.168.17.205:80 -r 192.168.17.101 -g

作业：通过lvs或者haproxy实现mysql的连接转发

①mysql需要建立可以允许远程登录的用户

②lvs配置对应的转发规则即可 注意端口是3306

③haproxy需要修改mode工作模式为tcp模式