LVS 以及 lvs_keepalived

LVS 　　linux virtual server

lvs 工作在传输层，针对监听的端口把客户端请求转发给后端的服务器

实现负载均衡的是ipvs 模块，现已集成在linux 内核中，linux 中实际模块名字为 ip_vs

ipvs 的管理

通过 lvsadm 对ipvs 管理
keepalived 也可以通过配置文件配置进行管理ipvs
redhat 管理工具也可以

实现负载均衡的四种模式

DR 　　(不能转换端口，用户请求是啥端口后端就是啥端口)

请求过程：负载更改用户的VIP的mac 地址为后端服务器的，后端服务器在lo 网卡绑定vip ，当arp 请求过来局域网内的后端抑制其lo 上的vip 的arp 解析响应。最后请求直接从后端以VIP:CIP 形式返回给客户
特点：　1、负载与后端服务必须在同一个局域网内
　　　　2、后端服务器必须有外围IP这样才能直接给客户端回包
　　　　3、单台负载可以对接后端服务器数量：100
　　　　4、DR模式效率很高，配置相对麻烦点。因此访问量特别高的情况可以考虑haproxy/nginx替代，一般在并发1万以内都可以使用ha/ngx 或者lvs的nat 模式。

NAT

客户端请求包过来后（cip:vip）,lvs 把目标IP变换成RIP ,这样cip:rip 数据包到了后端，后端返回数据给lvs，lvs再把源地址IP变换成vip ，这样数据包vip:cip 返回给了客户端
条件：由于要进行NAT转发，所以负载服务器必须开启内核转发功能 net.ipv4.ip_forward = 1,还有iptables 里面的forward 功能开启
单台负载可以对接后端服务器数量：10~20

TUN　　加密隧道模式，不常用

FULLNAT  专门为淘宝架构定制开发的

调度算法

轮询调度（Round-Robin Scheduling）
加权轮询调度（Weighted Round-Robin Scheduling）
最小连接调度（Least-Connection Scheduling）
加权最小连接调度（Weighted Least-Connection Scheduling）
基于局部性的最少链接（Locality-Based Least Connections  Scheduling）
复 制 的 基 于 局 部 性 最 少 链 接 （ Locality-Based Least  Connections ithReplication Scheduling）
目标地址散列调度（Destination Hashing Scheduling）
源地址散列调度（Source Hashing Scheduling）
最短预期延时调度（Shortest Expected Delay Scheduling）
不 排 队 调 度 （ Never Queue Scheduling ）对应: wrr|lc|wlc|lblc|lblcr|dh|sh|sed|nq

搭建配置

1、ipvsadm 命令方式配置

　　负载均衡端配置

yum -y install ipvsadm        安装管理模块
lsmod | grep ip_vs            查看ipvs模块是否加载
ipvsadm                    执行命令加载模块
ln -s /usr/src/kernels/$(uname -r)  /usr/src/linux        （cenos6.x 上需要执行，7.x 不执行）
                 
ifconfig eth0:0  vip/24    up     手动配置一个vip ，先不用keepalived 生成VIP
ipvsadm-save    保存当前lvs 规则，方便后期用ipvsadm-restore 恢复。(不可直接先用ipvsadm -C)
ipvsadm -C        清除所有规则
ipvsadm --set  30  5  60        #设置tcp tcpfin udp 连接超时的时间
ipvsadm -A -t 1.1.1.1:80 -s wrr -p 20        #-s 轮询算法 -p 会话保持，不设置默认300s。#此保持时间是指同一客户端访问后端01后过了20s后再访问负载才会轮询到02
ipvsadm -Ln
ipvsadm -a -t 1.1.1.1:80 -r 1.1.1.2:80 -g -w 1  #-t  tcp-service -r real-ip    -g 即DR模式     -w weight 权重
ipvsadm-save -n     #保存

　　后端配置（配置vip、抑制arp）

ip addr add vip/32    dev lo lable lo:0     #在lo上配置vip注意子网掩码32位,设置成32位就是为了让此IP不能与其他IP通讯，只是为了有一个VIP地址不是为了通讯的
ifconfig lo:0  192.168.231.200/32 up        #也可以用此命令替代上面命令
ip addr del ip/32 dev lo                 #可以删除添加错误的地址
cat >>/etc/sysctl.conf<<EOF            #抑制arp
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
EOF
sysctl -p

2、通过keepalived 管理配置搭建lvs，同时实现负载均衡和高可用

　　负载均衡端配置

　　yum -y install keepalived　

 　　vi keepalived.conf

　　

global_defs {                       
    #   notification_email {             
    #   }
    #   smtp_connect_timeout 30
    router_id LVS_DEVEL-1                 #全网段唯一
    }
    vrrp_instance VI_1 {            
            state MASTER                 #配置LVS是主机主        
            interface eth0              #配置LVS的vip绑定的网卡     
            virtual_router_id 51        #实例组内各个实例标识
            priority 100                  
            advert_int 1           
            authentication {        
                        auth_type PASS
                        auth_pass 1111
                        }
            virtual_ipaddress {         
                            192.168.20.50        #VIP 地址
                        }
                }
#管理配置lvs 的配置
    virtual_server 192.168.20.50 80 {    #监听的IP及端口
            delay_loop 6           
            b_algo wrr            
            lb_kind DR                     #使用LVS DR模式                 
            nat_mask 255.255.255.0   
            persistence_timeout 0    
            protocol TCP                          
            real_server 192.168.20.1 80 {         #后端真实服务的IP 1
                    weight 1                    #配置加权轮询的权重             
                    TCP_CHECK {                     
                                connect_timeout 10   
                                nb_get_retry 3
                                delay_before_retry 3
                                connect_port 80
                                }
                        }
            real_server 192.168.20.2 80 {        #后端真实服务的IP 1
                    weight 2
                    TCP_CHECK {
                                connect_timeout 10
                                nb_get_retry 3
                                delay_before_retry 3
                                connect_port 80
                                }
                        }
                }

　　ipvsadm-save -n > /tmp/ipvs-bak #备份之前的配置，如果有需要可以ipvsadm-restore </tmp/ipvs-bak
　　ipvsadm -C #清除已有规则
　　service keepalived start
　　ipvsadm -ln #会发现已经生成新的规则

　　后端配置（配置vip、抑制arp）同上

应用场景

高并发的web 服务器负载均衡
mysql 集群读取的负载均衡