Centos7配置LVS DR模型及长连接

￡神魔★判官ぃ 2024-04-17 19:16 54阅读 0赞

## 拓扑： ##

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3RsYWRhZ2lv_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

说明：这里只是简单测试，所以都在同一个网段。Director和后端web服务器都需要配置VIP地址

## 一、Director主机配置 ##

1、关闭防火墙和selinux

[root@director ~]# systemctl stop firewalld
    [root@director ~]# systemctl disable  firewalld
    [root@director ~]# sed -i 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g' /etc/selinux/config

2、检查系统内核是否支持ipvs（只要IPVS transport protocol load balancing support都是y，说明ipvs已经支持在这些协议工作）2.4.26，2.6.4及以后的kernel版本内核已经默认支持IPVS

[root@director ~]# uname  -r
    3.10.0-957.el7.x86_64
    [root@director ~]# grep -i "ipvs" -A 5 /boot/config-3.10.0-957.el7.x86_64 
    CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_IPVS=m
    CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_LENGTH=m
    CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_LIMIT=m
    CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_MAC=m
    CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_MARK=m
    CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_MULTIPORT=m
    --
    # IPVS transport protocol load balancing support
    #
    CONFIG_IP_VS_PROTO_TCP=y
    CONFIG_IP_VS_PROTO_UDP=y
    CONFIG_IP_VS_PROTO_AH_ESP=y
    CONFIG_IP_VS_PROTO_ESP=y
    --
    # IPVS scheduler
    #
    CONFIG_IP_VS_RR=m
    CONFIG_IP_VS_WRR=m
    CONFIG_IP_VS_LC=m
    CONFIG_IP_VS_WLC=m
    --
    # IPVS SH scheduler
    #
    CONFIG_IP_VS_SH_TAB_BITS=8
    
    #
    # IPVS application helper
    #
    CONFIG_IP_VS_FTP=m
    CONFIG_IP_VS_NFCT=y
    CONFIG_IP_VS_PE_SIP=m

3、安装ipvsadm

[root@director ~]# yum install -y ipvsadm

4、Director地址配置

DIP地址：192.168.14.12（物理机IP，已经配置好）

VIP地址：192.168.14.210（临时生效，重启就没有了。永久生效就修改配置）

[root@director ~]# ifconfig ens32:0 192.168.14.210 netmask 255.255.255.255 broadcast 192.168.14.210 up
    -bash: ifconfig: command not found

如果提示：ifconfig：command not found，安装net-tools即可

[root@director ~]# yum install -y net-tools
    [root@director ~]# ifconfig ens32:0 192.168.14.210 netmask 255.255.255.255 broadcast 192.168.14.210 up
    [root@director ~]# route add -host 192.168.14.210 dev ens32:0

5、调度策略配置：

添加一条新的虚拟服务

[root@director ~]# ipvsadm -A -t 192.168.14.210:80 -s rr

在一个虚拟服务中添加新的真实服务器（后端web服务器）

[root@director ~]# ipvsadm -a -t 192.168.14.210:80 -r 192.168.14.13 -g
    [root@director ~]# ipvsadm -a -t 192.168.14.210:80 -r 192.168.14.27 -g

参数说明：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>-A &nbsp; --add-service</td> 
   <td>添加一条新的虚拟服务</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-E &nbsp; --edit-service</td> 
   <td>编辑虚拟服务</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-D &nbsp; --delete-service</td> 
   <td>删除虚拟服务</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-C &nbsp; --clear</td> 
   <td>清除所有的虚拟服务规则</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-R &nbsp; --restore</td> 
   <td>恢复虚拟服务规则</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-a &nbsp; --add-server</td> 
   <td>在一个虚拟服务中添加一个新的真实服务器</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-e &nbsp; --edit-server</td> 
   <td>编辑某个真实服务器</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-d &nbsp; --delete-server</td> 
   <td>删除某个真实服务器</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-L | -l &nbsp; --list</td> 
   <td>显示内核中的虚拟服务规则</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-n &nbsp;--numeric</td> 
   <td>以数字形式显示IP端口</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-c &nbsp;--connection</td> 
   <td>显示ipvs中目前存在的连接，也可以用于分析调度情况</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-Z &nbsp; --zero</td> 
   <td>将转发消息的统计清零</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-p &nbsp;--persistent</td> 
   <td>配置持久化时间</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>--set tcp tcpfin udp</td> 
   <td>配置三个超时时间（tcp/tcpfin/udp）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-t | -u</td> 
   <td>TCP/UDP协议的虚拟服务</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-g | -m | -i</td> 
   <td>LVS模式为：DR | NAT | TUN</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-w</td> 
   <td>配置真实服务器的权重</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-s</td> 
   <td>配置负载均衡算法，如:rr, wrr, lc等</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>--timeout</td> 
   <td>显示配置的tcp/tcpfin/udp超时时间</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>--stats</td> 
   <td>显示历史转发消息统计（累加值）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>--rate</td> 
   <td>显示转发速率信息（瞬时值）</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

6、打开转发功能

[root@director ~]#echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

或编辑配置文件修改,使它永久生效(dr模型中要改的几个参数也可以写在这个文件)：

[root@director ~]#vim /etc/sysctl.conf
    net.ipv4.ip_forward = 1
    [root@director ~]#sysctl -p 让它立即生效

## 二、WEB1配置（方法1：修改配置永久生效） ##

1、关闭防火墙和selinux

[root@web1 ~]# systemctl stop firewalld
    [root@web1 ~]# systemctl disable  firewalld
    [root@web1 ~]# sed -i 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g' /etc/selinux/config

2、配置内核参数

[root@web1 ~]# cd /proc/sys/net/ipv4/conf/

这里每个接口都有相应的目录，一般修改all和lo，all表示所有接口都生效，为了万无一失，所以把all也定义了

如果只需要临时生效：

[root@web1 ~]#echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
    [root@web1 ~]#echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
    [root@web1 ~]#echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
    [root@web1 ~]#echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

如果需要永久生效，vim /etc/sysctl.conf添加：

[root@web1 conf]# vim /etc/sysctl.conf
    net.ipv4.conf.all.arp_ignore=1
    net.ipv4.conf.lo.arp_ignore=1
    net.ipv4.conf.all.arp_announce=2
    net.ipv4.conf.lo.arp_announce=2
    [root@web1 conf]#sysctl -p 让它立即生效

3、地址配置

[root@web1 ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
    DEVICE=lo:0
    IPADDR=192.168.14.210
    NETMASK=255.255.255.255
    BROADCAST=192.168.14.210
    ONBOOT=yes
    [root@web1 ~]# route add -host 192.168.14.210 dev lo:0
    [root@web1 ~]# systemctl restart network

4、web服务配置

yum源

[root@web1 ~]# vim /etc/yum.repos.d/nginx.repo
    [nginx]
    name=aliyun epel
    baseurl=http://mirrors.aliyun.com/epel/7Server/x86_64/
    gpgcheck=0

yum安装

[root@web1 ~]# yum install -y nginx
    [root@web1 ~]# vim /usr/share/nginx/html/index.html
    web1-server
    [root@web1 ~]# systemctl start nginx

5、客户端测试访问（只能访问web1，web2还没配置）

[root@client ~]# curl http://192.168.14.210
    web1-server

## 三、WEB2配置（可选方法2：脚本配置，临时生效，要手动启动） ##

1、关闭防火墙和selinux

[root@web2 ~]# systemctl stop firewalld
    [root@web2 ~]# systemctl disable  firewalld
    [root@web2 ~]# sed -i 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g' /etc/selinux/config

2、配置路由功能，关闭ARP查询功能并设置回环IP（此脚本用于节点服务器绑定 VIP ，并抑制响应 VIP 的 ARP 请求。这样做的目的是为了不让关于 VIP 的 ARP 广播时，节点服务器应答（ 因为节点服务器都绑定了 VIP ，如果不做设置它们会应答，三台机器都有相同的VIP地址，就会出现IP冲突）

[root@web2 ~]# vim /etc/rc.d/init.d/realserver.sh
    #!/bin/bash
        SNS_VIP=192.168.14.210
    #   /etc/rc.d/init.d/functions
        case "$1" in
        start)
            ifconfig lo:0 $SNS_VIP netmask 255.255.255.255 broadcast $SNS_VIP
            /sbin/route add -host $SNS_VIP dev lo:0
            echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
            echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
            echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
            echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
            sysctl -p >/dev/null 2>&1
            echo "RealServer Start OK"
            ;;
        stop)
            ifconfig lo:0 down
            route del $SNS_VIP >/dev/null 2>&1
            echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
            echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
            echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
            echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
            echo "RealServer Stoped"
            ;;
        *)
            echo "Usage: $0 {start|stop}"
            exit 1
        esac
        exit 0

添加执行权限并运行脚本（需要安装net-tools包，要不ifconfig命令无法执行）

[root@web2 ~]# cd  /etc/rc.d/init.d/
    [root@web2 init.d]# pwd
    /etc/rc.d/init.d
    [root@web2 init.d]# chmod u+x realserver.sh 
    [root@web2 init.d]# yum install -y net-tools
    [root@web2 init.d]# ./realserver.sh start 
    RealServer Start OK

3、web服务器配置

yum源

[root@web2 ~]# vim /etc/yum.repos.d/nginx.repo
    [nginx]
    name=aliyun epel
    baseurl=http://mirrors.aliyun.com/epel/7Server/x86_64/
    gpgcheck=0

安装

[root@web2 ~]# yum install -y nginx
    [root@web2 ~]# vim /usr/share/nginx/html/index.html
    web2-server
    [root@web2 ~]# systemctl start nginx

## 四、client访问测试 ##

1、访问192.168.14.210，可以看到是轮询访问

[root@client ~]# curl http://192.168.14.210
    web1-server
    [root@client ~]# curl http://192.168.14.210
    web2-server
    [root@client ~]# curl http://192.168.14.210
    web1-server

## 五、设置长连接访问，需要修改服务器 ##

1、在原来的配置上修改（-E是修改，-p表示长连接，单位为秒）

[root@director ~]# ipvsadm -E -t 192.168.14.210:80 -s rr -p 10

2、客户端访问，10秒内访问都会指向同一台后端web服务器

[root@client ~]# curl http://192.168.14.210
    web1-server
    [root@client ~]# curl http://192.168.14.210
    web1-server
    [root@client ~]# curl http://192.168.14.210
    web1-server

3、服务器端查看连接状态

[root@director ~]# ipvsadm -Ln
    IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
    Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
      -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
    TCP  192.168.14.210:80 rr persistent 10
      -> 192.168.14.13:80             Route   1      0          0         
      -> 192.168.14.27:80             Route   1      0          5

## LVS的八种调度算法 ##

1. 轮叫调度 rr
    这种算法是最简单的，就是按依次循环的方式将请求调度到不同的服务器上，该算法最大的特点就是简单。轮询算法假设所有的服务器处理请求的能力都是一样的，调度器会将所有的请求平均分配给每个真实服务器，不管后端 RS 配置和处理能力，非常均衡地分发下去。
    
    2. 加权轮叫 wrr
    这种算法比 rr 的算法多了一个权重的概念，可以给 RS 设置权重，权重越高，那么分发的请求数越多，权重的取值范围 0 – 100。主要是对rr算法的一种优化和补充， LVS 会考虑每台服务器的性能，并给每台服务器添加要给权值，如果服务器A的权值为1，服务器B的权值为2，则调度到服务器B的请求会是服务器A的2倍。权值越高的服务器，处理的请求越多。
    
    3. 最少链接 lc
    这个算法会根据后端 RS 的连接数来决定把请求分发给谁，比如 RS1 连接数比 RS2 连接数少，那么请求就优先发给 RS1 
    
    4. 加权最少链接 wlc
    这个算法比 lc 多了一个权重的概念。
    
    5. 基于局部性的最少连接调度算法 lblc
    这个算法是请求数据包的目标 IP 地址的一种调度算法，该算法先根据请求的目标 IP 地址寻找最近的该目标 IP 地址所有使用的服务器，如果这台服务器依然可用，并且有能力处理该请求，调度器会尽量选择相同的服务器，否则会继续选择其它可行的服务器
    
    6. 复杂的基于局部性最少的连接算法 lblcr
    记录的不是要给目标 IP 与一台服务器之间的连接记录，它会维护一个目标 IP 到一组服务器之间的映射关系，防止单点服务器负载过高。
    
    7. 目标地址散列调度算法 dh
    该算法是根据目标 IP 地址通过散列函数将目标 IP 与服务器建立映射关系，出现服务器不可用或负载过高的情况下，发往该目标 IP 的请求会固定发给该服务器。
    
    8. 源地址散列调度算法 sh
    与目标地址散列调度算法类似，但它是根据源地址散列算法进行静态分配固定的服务器资源。

## LVS的三种工作模式 ##

NAT模式（VS-NAT）：LVS将客户端发来的数据包的IP头的目的地址转换成其中一台RS（real server）的IP地址，由RS处理数据并返回给LVS，LVS再把数据包的源IP改为自己的IP，目的地址IP改为客户端的IP地址发送给客户端。
    
       IP隧道模式（VS-TUN）：将客户端发来的数据包封装一个新的目的IP头标记，通过IP隧道转发给RS，RS收到后，先把数据包的头解开，还原数据包，处理后直接返回给客户端，不需要再经过LVS。
    
       DR模式（VS-DR）：客户端发送请求到VIP，LVS将请求报文的目标MAC地址改为RS的MAC地址，将请求转发给RS，而RS响应后的处理结果直接返回给客户端。

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