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LVS负载均衡NAT模式实现

LVS负载均衡之NAT模式配置

NAT 模式架构图:

操作步骤

实验环境准备:(centos7平台)

 

所有服务器上配置

# systemctl stop firewalld         //关闭防火墙
# sed -i 's/^SELINUX=.*/SELINUX=disabled/' /etc/sysconfig/selinux        //关闭selinux,重启生效
# setenforce 0                //关闭selinux,临时生效
# ntpdate 0.centos.pool.ntp.org    //时间同步
注意:realserver的网关需要指向DIP

步骤一:配置realserver

realserverweb01web02)上安装 nginx,并在不同的 web 服务器上建立不同的主页内容(方便测试),并启动。

1)  web01 服务器配置

[root@web01 ~]# yum install nginx -y
[root@web01 ~]# echo "`hostname` `ifconfig ens33 |sed -n 's#.*inet \(.*\)netmask.*#\1#p'`" > /usr/share/nginx/html/index.html 
[root@web01 ~]# systemctl start nginx 
[root@web01 ~]# systemctl enable nginx 

2)  web02 服务器配置

[root@web02 ~]# yum install nginx -y
[root@web02 ~]# echo "`hostname` `ifconfig ens33 |sed -n 's#.*inet \(.*\)netmask.*#\1#p'`" > /usr/share/nginx/html/index.html
[root@web02 ~]# systemctl start nginx 
[root@web02 ~]# systemctl enable nginx

步骤二:调度器上配置 

1)在调度器上打开ip转发,因为在上面架构图中,调度器会用到两个IP段的转发

# vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
# sysctl -p  //使之生效

2)在调度器(director)上安装软件包(ipvsadm)

# yum install ipvsadm -y
# rpm -qa |grep ipvsadm        //检查是否安装成功

3)按照架构图来配置lvs进程调度

[root@lvs-director ~]# ipvsadm -A -t 192.168.1.31:80 -s rr    //--A参数增加服务,-t 绑定的ip地址(VIP),-s指定调度算法
[root@lvs-director ~]# ipvsadm -a -t 192.168.1.31:80 -r 10.10.10.11:80 -m        //-a 指定增加真实服务器,-r 指定realserver;-m 表示使用 NAT 模式
[root@lvs-director ~]# ipvsadm -a -t 192.168.1.31:80 -r 10.10.10.12:80 -m
// 上面三条写的就是访问192.168.1.31的80端口会以rr算法调给10.10.10.11的80和10.10.10.12的80端口。
[root@lvs-director ~]# ipvsadm -ln    //查看ipvsadm调度规则
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.1.31:80 rr
  -> 10.10.10.11:80               Masq    1      0          0         
  -> 10.10.10.12:80               Masq    1      0          0 

步骤三:测试

1)rr算法验证

client 端进行访问验证

[root@client ~]# elinks 192.168.1.31

[root@client ~]# elinks 192.168.1.31

验证结果为 web1 页面和web2 页面轮循

验证一:健康检查

停掉web01上的nginx服务

[root@web01 ~]# systemctl stop nginx
[root@node01 ~]# elinks 192.168.1.31

验证结果只有 web02 了,说明健康检查ok

 

验证二:验证调度MySQL服务

1、在后端 realserver 装两个 mysql ,并启动服务,分别创建两个不同名的库,方便测试

# yum install mariadb mariadb-server
# systemctl start mariadb
MariaDB [(none)]> create database mariadb1;    //web1上操作
MariaDB [(none)]> create database mariadb2;    //web2上操作

2、两个 mysql 授权,这里授权的 IP 应该为客户端的 IP 192.168.1.35(通过 IP 包的原理分析得到)

MariaDB [(none)]> grant all on *.* to 'abc'@'192.168.1.35' identified by '123';
MariaDB [(none)]> flush privileges;

3、在 调度器上面添加调度规则

[root@lvs-director ~]# ipvsadm -A -t 192.168.1.31:3306 -s rr
[root@lvs-director ~]# ipvsadm -a -t 192.168.1.31:3306 -r 10.10.10.11:3306 -m
[root@lvs-director ~]# ipvsadm -a -t 192.168.1.31:3306 -r 10.10.10.12:3306 -m

4、客户端 192.168.1.35 上使用 mysql -h 192.168.1.31 -u 授权用户名 -p授权密码)来测试,通过 show  databases;查看库中有 mariadb1 爱是 mariadb2,就知道连接的是哪个 mysql

[root@client ~]# mysql -h 192.168.1.31 -u abc -p123
......
MariaDB [(none)]> show databases;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| mariadb1           |
| mysql              |
| performance_schema |
| test               |
+--------------------+
5 rows in set (0.00 sec)

[root@client ~]# mysql -h 192.168.1.31 -u abc -p123
......
MariaDB [(none)]> show databases;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| mariadb2           |
| mysql              |
| performance_schema |
| test               |
+--------------------+
5 rows in set (0.00 sec)

  

2)会话保持验证

会话保持:永久粘贴和持续性的比较

验证一:永久性会话粘贴(类似 nginx ip_hash

1、在调度器上面配置调度规则

[root@lvs-director ~]# ipvsadm -A -t 192.168.1.31:80 -s sh
[root@lvs-director ~]# ipvsadm -a -t 192.168.1.31:80 -r 10.10.10.12:80 -m 
[root@lvs-director ~]# ipvsadm -a -t 192.168.1.31:80 -r 10.10.10.11:80 -m 
[root@lvs-director ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.1.31:80 sh
  -> 10.10.10.11:80               Masq    1      0          0         
  -> 10.10.10.12:80               Masq    1      0          0 

2、测试结果如下,如果客户端第一次访问的是 web02,那么永远访问的是 web02web02挂了还是访问 web02,这里的健康检查就无效了)

[root@client ~]# curl 192.168.1.31
web02 10.10.10.12  
[root@client ~]# curl 192.168.1.31
web02 10.10.10.12  
[root@web02 ~]# systemctl stop nginx
[root@client ~]# curl 192.168.1.31
curl: (7) Failed connect to 192.168.1.31:80; 拒绝连接
[root@client ~]# curl 192.168.1.31
curl: (7) Failed connect to 192.168.1.31:80; 拒绝连接

验证二:通过持续性 persistent 实现非永久性的会话粘贴

1、启动上面停掉的web02 的服务,并将调度器上面的规则更改为 persistent 持续性的会话粘贴  -E 参数 修改已有的规则

[root@lvs-director ~]# ipvsadm -E -t 192.168.1.31:80 -s rr -p 10
[root@lvs-director ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.1.31:80 rr persistent 10
  -> 10.10.10.11:80               Masq    1      0          0         
  -> 10.10.10.12:80               Masq    1      0          0 

2、验证,在客户端上面访问,然后查看调度器上面的调度信息。

[root@client ~]# curl 192.168.1.31
web01 10.10.10.11  
[root@client ~]# curl 192.168.1.31
web01 10.10.10.11
[root@lvs-director ~]# ipvsadm -lnc
IPVS connection entries
pro expire state       source             virtual            destination
TCP 00:07  NONE        192.168.1.35:0     192.168.1.31:80    10.10.10.11:80
TCP 01:55  TIME_WAIT   192.168.1.35:59132 192.168.1.31:80    10.10.10.11:80
TCP 01:56  TIME_WAIT   192.168.1.35:59134 192.168.1.31:80    10.10.10.11:80

通过上面的命令看到客户端 192.168.1.35 访问了两次192.168.1.31:80,被调度到了10.10.10.11:80

说明:当一个 client 访问 vip 的时候,ipvs 或记录一条状态为 NONE 的信息,NONE 状态前面的 expire 值是 persistence_timeout 的值(这里设置为10,所以从10开始计算),然后根据时钟主键变小,在以下记录存在时间,同一 client ip 连接上来,都会被分配到同一个后盾。TIME_WAIT 的值就是 tcp tcpfin udp 的超时时间,同一个客户端 ip 可能有几个 TIME_WAIT ,它们公用一个 NONE,当 NONE 的值为 0 时,如果 TIME_WAIT 还存在,那么 NONE 的值会从新变成 60秒,再减少,知道这个客户端 IP 的所有 TIME_WAIT 消失以后,NONE 才会消失,只要 NONE 存在,同一 client 的访问,都会分配到统一 real server。也就是说,客户端 192.168.1.35 第一次访问 被调度给 10.10.10.11:80,要等 2*60+10=130秒左右的时间再做第二次访问才可能被调度给另一个 real server

 

3wrr算法验证

wrr 加权轮循,先将上面创建的规则删除,然后再添加规则(也可以直接修改 -E

[root@lvs-director ~]# ipvsadm -D -t 192.168.1.31:80
[root@lvs-director ~]# ipvsadm -A -t 192.168.1.31:80 -s wrr
[root@lvs-director ~]# ipvsadm -a -t 192.168.1.31:80 -r 10.10.10.11:80 -m -w 2
[root@lvs-director ~]# ipvsadm -a -t 192.168.1.31:80 -r 10.10.10.12:80 -m -w 1
[root@lvs-director ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.1.31:80 wrr
  -> 10.10.10.11:80               Masq    2      0          0         
  -> 10.10.10.12:80               Masq    1      0          0

验证,在客户端机上测试结果如下,可以发现按照配置的规则2:1的调度到 web01 web02

[root@client ~]# curl 192.168.1.31
web01 10.10.10.11  
[root@client ~]# curl 192.168.1.31
web01 10.10.10.11  
[root@client ~]# curl 192.168.1.31
web02 10.10.10.12 

  

4lc算法验证

lc 通过实时的链接数来判定,链接数少的会被分配更多的请求,此处就不测试了,因为这个要大规模连接才能看出效果来。配置方法和上面一样,只是更改 -s 后面的算法,示例:

[root@lvs-director ~]# ipvsadm -A -t 192.168.1.31:80 -s lc
[root@lvs-director ~]# ipvsadm -a -t 192.168.1.31:80 -r 10.10.10.11:80 -m
[root@lvs-director ~]# ipvsadm -a -t 192.168.1.31:80 -r 10.10.10.12:80 -m

 

 

5)wlc算法验证

wlc 加权最小连接

[root@lvs-director ~]# ipvsadm -A -t 192.168.1.31:80 -s wlc
[root@lvs-director ~]# ipvsadm -a -t 192.168.1.31:80 -r 10.10.10.11:80 -m
[root@lvs-director ~]# ipvsadm -a -t 192.168.1.31:80 -r 10.10.10.12:80 -m
[root@lvs-director ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.1.31:80 wlc
  -> 10.10.10.11:80               Masq    1      0          0         
  -> 10.10.10.12:80               Masq    1      0          0

等等  还有别的算法都是一样的配置。

 

将 ipvsadm 规则加入开机启动

因为ipvsadm 命令添加的规则,重启后就没有了,此时我们就需要保存下来,添加到开机启动

[root@lvs-director ~]# rpm -ql ipvsadm
/etc/sysconfig/ipvsadm-config
/usr/lib/systemd/system/ipvsadm.service
/usr/sbin/ipvsadm
/usr/sbin/ipvsadm-restore
/usr/sbin/ipvsadm-save
/usr/share/doc/ipvsadm-1.27
/usr/share/doc/ipvsadm-1.27/README
/usr/share/man/man8/ipvsadm-restore.8.gz
/usr/share/man/man8/ipvsadm-save.8.gz
/usr/share/man/man8/ipvsadm.8.gz

通过查看ipvsadm 软件包安装清单,可以看到有启动服务脚本,内容如下:

[root@lvs-director ~]# cat /usr/lib/systemd/system/ipvsadm.service 
[Unit]
Description=Initialise the Linux Virtual Server
After=syslog.target network.target

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/bin/bash -c "exec /sbin/ipvsadm-restore < /etc/sysconfig/ipvsadm"
ExecStop=/bin/bash -c "exec /sbin/ipvsadm-save -n > /etc/sysconfig/ipvsadm"
ExecStop=/sbin/ipvsadm -C
RemainAfterExit=yes

[Install]
WantedBy=multi-user.target

可以看出停止时候也是将规则保存在 /etc/sysconfig/ipvsadm文件中,由于该文件不存在,所以第一次需要手动保存创建文件。然后再添加到开机启动

[root@lvs-director ~]# ipvsadm-save -n > /etc/sysconfig/ipvsadm
[root@lvs-director ~]# systemctl enable ipvsadm

 

LVS 概念篇参考 ->点我

DR 模式实现参考 ->点我

 

 

 

 

 

 

posted @ 2019-04-13 01:10  别来无恙-  阅读(1080)  评论(0编辑  收藏  举报