LVS

 
参考:http://zh.linuxvirtualserver.org/
几个术语:
Director:也可以称为调度器,LVS前端设备;

realserver:也称为真实内部服务器,是真正在提供服务的;

VIP:对外公布的IP,即客户请求进来的IP地址;

DIP:调度器和realserver之间通信的地址;

LVS的三种工作方式

LVS实现服务器集群负载均衡有三种方式,NAT,DR和TUN,下面简单谈谈这三种方式的区别:
 

LVS-NAT:

这个方法的思路是实施网络层(IP层)数据欺骗,它把客户端发送到redirector数据IP包的目标地址进行了替换。


1、网络环境
一台director + N台realserver,director和realserver在同一个私有网段,director是realserver的默认网关。只有director拥有公共IP,可以暴露在广域网上。
2、客户端请求
客户端请求先到公用IP(director),请求报文中的IP包目标地址被替换成了一个director据负载均衡策略选择的一个realserver的IP。
3、realserver响应
realserver处理完请求生成了返回数据包,返回数据IP包的源地址是realserver的IP地址,目标地址是客户服务端IP地址。由于realserver的默认网关是redirector,因此尽管返回IP数据包的目标地址是客户端的ip地址,返回数据包仍然首先被发回到redirector上。redirector再次实施欺骗,把返回的IP 数据包的源地址改成自己的IP。然后再转发到交换机上返回给客户端。
整个过程redirector的任务是实施了2次IP层欺骗修改,一次是修改了请求数据包得目标地址,这次修改的目的是为了实现数据的负载均衡的分发。另一次是修改了响应数据包的源地址,目的是为了隐藏realserver,使用户感觉不到realserver的存在。

3、限制:整个集群的吞吐量受到redirector的带宽限制(主要是出口带宽)。

LVS-DR:

这个方法的思路是实施数据链路层数据欺骗,修改网络帧数据的Mac地址。
1、网络环境
一台director + N台realserver,director和realserver都拥有公共IP,都暴露在广域网上,此外realserver还有一个和director ip地址一样的ip别名。

也就是说realserver有2个ip,一个真实的ip地址,一个和direcotr地址一样的IP别名(即公用IP),公用IP就是开放给客户端访问的IP地址。
realserver还需要做一个配置,使它们忽略所有的针对公用IP的ARP广播,当系统arp广播询问哪个mac地址拥有公用IP时,就只有调度服务器会响应,外界发送的数据就不会发给实际服务器。

2、客户端请求
客户端请求先到公用IP(director),由于网络环境已配置为只有director响应过ARP广播,因此请求报文的mac地址会被改为realserver的mac地址。

也就是说redirector实施链路层欺骗,将帧数据的目标mac地址替换成根据负载均衡策略决定的某一realserver的mac地址。

3、realserver响应
realserver收到mac帧,然后将mac帧组装成ip包,发现ip包中的目标地址和自己的ip别名相同,没有问题,继续处理,(这就是要求ip别名相同的原因,如果不同,操作系统可能会直接忽略)生成响应数据,发送回去。这时候由于redirector不是默认网关,因此这些数据会直接发到广域网上,广域网会把数据送到客户端。

4、优点:返回数据包无需经过redirector,没有redirector带宽瓶颈。原则上集群的带宽是所有实际服务器带宽之和,当然他们不可能超过连接的广域网交换机的带宽。

5、限制:需要购买多个公共IP,director和realserver必须在同一个 WAN网段,也就是要在同一个交换机上。

为什么一定要在同一网段呢?很简单,如果realserver在另外一个网段,redirector把整个数据包和mac帧修改完之后再发送到交换机上,交换机发现自己的wan内找不到这个mac地址,无法进行转发。

LVS-TUN:

这个方法是为了突破LVS-DR同一网段内的限制所提出来的。它不做任何欺骗,而是光明正大的交流,在网络层进行了二次包装。

1、网络环境

一台director + N台realserver,director 和realserver都拥有公共IP,都暴露在广域网上。公共ip互不相同,没有别名限制,也无需在同一网段。


2、客户端请求
客户端发送数据到redirector,redirector把IP包作为有效负载放到一个新的IP包中去,并根据调度策略确定一个特定realserver的ip作为新的IP包得目的地址。这些新的IP包完全符合网络协议,也没有任何欺骗的勾当,因此这些ip包光明正大得穿过wan网段,达到指定的realserver。

3、realserver响应
realserver拿到数据后,它需要做一个事情,把ip包的有效载荷提取出来,然后把这些载荷再作为ip包组成TCP,再向上组成最后的请求数据。根据请求数据,realserver生成返回数据后,光明正大返回给客户端。


4、优点:和LVS-DR一样,没有redirector出口带宽瓶颈。

5、缺点:需要额外的打包和解包,有一定的开销。

LVS配置

ipvsadm安装

yum -y install ipvsadm

LVS-NAT的配置

1、realserver配置要求:

配置内部私网地址,默认网关指向调度服务器

2、Directer配置要求 基本配置:

调度服务器需要2块网卡(一块网卡对外,一块网卡对内。1块也可以,配置子接口,对外的VIP和DIP都配置在同一网卡上,不过这样会更加的降低调度器的性能,建议还是双网卡)

关闭selinux和iptables,并打开包转发功能:

setenforce 0
service iptables stop
echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

(为了避免不必要的麻烦,在每台服务器上都关闭这2个服务)

ipvsadm -A –t $VIP:$Port -s rr

解释:-A表示添加一个集群服务(可以添加多个,比如添加一个web的80和一个https的443);

-t表示是tcp协议;

-s表示调度算法是轮询(一共有10种调度算法,可以按照自己实际需要选择)

ipvsadm -a –t $VIP:$Port -r $DIP:$Port -m

解释:-a表示添加一个realserver,后面跟上之前定义的集群服务的地址端口,-r表示增加具体realserver的地址,-m表示模式为NAT模式

LVS-DR的配置

1、Realserver配置要求 基本配置

首先先配置限制arp,不然等配置好地址后就产生地址冲突了,通过修改内核参数来实现。

在linux中 ,默认在接口上通告所有接口上IP的arp广播,在接口上应答所有接口上IP的arp请求

arp_announce 限制arp通告

限制等级

0:在接口上通告所有接口上IP的arp广播

1:对于其它设备的arp请求,在接口上尽量限制广播通告应答(不够严格)

2:只通告本接口上IP的arp广播

arp_ignore 限制arp应答

限制等级

0:对于其它设备 的arp请求,应答所有其它接口的上IP的arp应答

1:对于其它设备的arp请求,只应答本接口上IP的arp应答

echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignoreecho "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf//lo/arp_announceecho "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignoreecho "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

在realserver上的lo口配置VIP,这样配置就限制了VIP不会在物理交换机上产生MAC地址表,从而避免IP冲突

ifconfig lo:1 $VIP broadcast $VIP netmask 255.255.255.255ifconfig eth0 $DIP up

注意此VIP的接口的广播地址仍然为VIP,限制其广播,子网掩码是32位,下面调度器上的配置也注意此项

配置特殊路由,使目标为VIP的包的以源地址为VIP的lo口出去

route add –host $VIP dev lo:1

Directer配置要求

配置VIP和DIP,VIP配置在物理网卡的子接口上

ifconfig eth0 $DIP broadcast $VIP netmask 255.255.255.0 upifconfig eth0:1 $VIP broadcast $VIP netmask 255.255.255.255 up

配置特殊路由,目标是VIP的包从配置了VIP的物理子接口上出去

route add –host $VIP dev eth0:1

集群配置

ipvsadm -A –t $VIP:$Port-s rr

解释:-A表示添加一个集群服务(这里和NAT中的配置一样)

ipvsadm -a –t $VIP:$Port -r $DIP:$Port-g

解释:其它和NAT也差不多,在最后的模式改为-g,即DR模式

LVS调度算法

-s 指定服务采用的算法,常用的算法参数如下:
rr 轮叫(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。

wrr 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。

lc 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。

wlc 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。

lblc 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。

lblcr 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。

dh 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。

sh 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。

四层负载均衡——LVS相关推荐

  1. lvs工作在第几层_四层负载均衡——LVS

    LVS 参考:http://zh.linuxvirtualserver.org/ 几个术语: Director:也可以称为调度器,LVS前端设备: realserver:也称为真实内部服务器,是真正在 ...

  2. MGW——美团点评高性能四层负载均衡

    本文整理自美团点评技术沙龙第14期:美团背后的故事-你不知道的美团云. 美团点评技术沙龙由美团点评技术团队主办,每月一期.每期沙龙邀请美团点评及其他互联网公司的技术专家分享来自一线的实践经验,覆盖各主 ...

  3. java服务架构 之MGW(美团点评高性能四层负载均衡)

    为什么80%的码农都做不了架构师?>>>    本文整理自美团点评技术沙龙第14期:美团背后的故事-你不知道的美团云. 美团点评技术沙龙由美团点评技术团队主办,每月一期.每期沙龙邀请 ...

  4. lvs工作在第几层_LVS 原理(调度算法、四种模式、四层负载均衡和七层 的区别)...

    目录 lvs的调度算法 lvs的四种模式 四层均衡负载和七层的区别 1.lvs调度算法(最常用的四种) 轮叫调度(rr) 调度器通过外部请求的顺序轮流分配到集群中的真实服务器上,对每台服务器都是均等的 ...

  5. 负载均衡集群 [ 1 ] ---集群的认识,四层负载,七层负载 ,LVS 实现四层负载均衡

    文章目录 负载均衡集群 1.集群是什么? 2.负载均衡集群技术 3.负载均衡集群技术的实现 4.负载均衡分类 5.四层负载均衡(基于IP+端口的负载均衡) 6.七层的负载均衡(基于虚拟的URL或主机I ...

  6. LVS四层负载均衡原理解析

    一.网络层协议 网络协议是由七层ISO协议定义,自底向上分为物理层.数据链路层.网络层.传输层.会话层.表现层和应用层. 四层负载均衡主要工作在网络七层ISO协议的第四层,即传输层.传输层的代表协议为 ...

  7. 图解负载均衡 LVS、Nginx及HAProxy--云平台技术栈14

    导读:之前发布了云平台技术栈(ps:点击可查看),本文主要说一下其中的负载均衡! 作者:张松然 sohu.com/a/233936157_262549 当前大多数的互联网系统都使用了服务器集群技术,集 ...

  8. Nginx基于TCP的四层负载均衡介绍

    Nginx Plus的商业授权版开始具有TCP负载均衡的功能.从Nginx 1.7.7版本开始加入的,现在变成了一个商业收费版本,想要试用,需要在官网申请.也就是说,Nginx除了以前常用的HTTP负 ...

  9. f5 会话保持 负载均衡_四层负载均衡和七层负载均衡区别在哪里?

    年后至今这段时间工作重心都在调整公司现有API Gateway的系统架构以及对现有技术栈选型.经过对主流互联网网关所实现各种方案的调研,我们在API Gateway前置一层接入层,接入层主要用于实现限 ...

最新文章

  1. mysql可视化_可视化图形工具-grafana直接显示mysql数据(BI展现)
  2. 纠结的Python2.7编码与os.walk()函数的目录参数
  3. mount查看linux分区大小,Linux磁盘管理----分区格式化挂载fdisk、mkfs、mount
  4. CSP认证201409-1 相邻数对[C++题解]:排序
  5. Final Cut Pro快捷键
  6. 颜色缩减 -利用指针、迭代器、动态地址实现访问像素
  7. 一步步教你在Win2003下安装IIS组件
  8. Android面试常规问答
  9. 基于SDN的环路通信
  10. shell 第一次练习
  11. 安装TortoiseSVN报could not write value to key的错误解决方案
  12. 检查服务器端口占用,服务器中如何检查端口是否开放
  13. 企业微信服务号注册认证支付接入流程
  14. UEFI 编程(一)
  15. 为什么不能用赋值语句将一个字符串常量直接赋给一个字符数组?
  16. 国际商务英语学习[十七]
  17. js 生成条码和打印
  18. Flutter - flutter_bloc状态管理
  19. python 分类变量编码_深度学习编码分类变量的3种方法——AIU人工智能学院
  20. 在命令行下,如何使用JAD反编译jar文件

热门文章

  1. Java 面向对象细节
  2. 微信小程序星级评分和展示
  3. scalikejdbc 学习笔记(4)
  4. 从技术走向管理的注意要点
  5. 关于server 2008 r2中文版安装多国语言用户界面包(英文)
  6. linux安装vsftp教程,CentOS7 vsftp 安装与配置(视频教程)
  7. 32位地址的寻址方式
  8. ListView中添加Button后,Button的点击事件和ListView的点击事件冲突
  9. java 版本SQLHelper
  10. 二分图的最大带权匹配