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
在 realserver（web01和web02）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) 在 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) 在 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
在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 的 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 web02（web02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 的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。
3）wrr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 和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
4）lc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