虚拟机CentOS搭建LVS-DR负载均衡

编辑：狂族晨曦 来源：系统运维，经验杂笔 日期：2016-07-30 阅读： 4,208 次 10 条评论 » 百度已收录

先森工作三个星期了，从最初的基础命令学习，到基础环境搭建，再到现在的高可用负载均衡集群搭建，都通通过了一遍，下周也要开始接触现网服务器了。在这三周，做的东西都越来越难，越来越麻烦，LVS就是其中之一。

LVS是Linux Virtual Server的简称，也就是Linux虚拟服务器, 是一个由章文嵩博士发起的自由软件项目。章文嵩博士曾是阿里巴巴副总裁、技术总监等，现任滴滴出行副总裁。LVS有三种负载均衡模式，分别是LVS-DR、LVS-TUN、LVS-NAT。让先森郁闷的是，先森用虚拟机除了LVS-DR模式，LVS-TUN和LVS-NAT先森都没有搭建成功。

LVS体系结构

首先需要普及一下LVS的体系结构。

LVS体系结构图

使用LVS架设的服务器集群系统有三个部分组成：

最前端的负载均衡层，用Load Balancer表示。Load Balancer层：位于整个集群系统的最前端，有一台或者多台负载调度器（Director Server）组成，LVS模块就安装在Director Server上，而Director的主要作用类似于一个路由器，它含有完成LVS功能所设定的路由表，通过这些路由表把用户的请求分发给Server Array层的应用服务器（Real Server）上。同时，在Director Server上还要安装对Real Server服务的监控模块Ldirectord，此模块用于监测各个Real Server服务的健康状况。在Real Server不可用时把它从LVS路由表中剔除，恢复时重新加入。

中间的服务器群组层，用Server Array表示。Server Array层：由一组实际运行应用服务的机器组成，Real Server可以是WEB服务器、MAIL服务器、FTP服务器、DNS服务器、视频服务器中的一个或者多个，每个Real Server之间通过高速的LAN或分布在各地的WAN相连接。在实际的应用中，Director Server也可以同时兼任Real Server的角色。

最底端的数据共享存储层，用Shared Storage表示。Shared Storage层：是为所有Real Server提供共享存储空间和内容一致性的存储区域，在物理上，一般有磁盘阵列设备组成，为了提供内容的一致性，一般可以通过NFS网络文件系统共享数据，但是NFS在繁忙的业务系统中，性能并不是很好，此时可以采用集群文件系统，例如Red hat的GFS文件系统，oracle提供的OCFS2文件系统等。

在用户看来，所有的内部应用都是透明的，用户只是在使用一个虚拟服务器提供的高性能服务。

LVS三种模式区别：

$IPVSADM -a -t 192.168.31.166:80 -r 192.168.21.100:80 -m -w 1  //-a增加一个real server  -m NAT模式 -g dr模式 -t tun模式  -w权重

NAT模式：realserver不需要公网ip，director负责接受请求和返回请求。

DR模式/TUN模式：每个realserver都需要有公网ip，返回请求不需要经过director，director只负责分发接受的请求。

DR模式和TUN模式区别：TUN模式realserver和dr通信使用隧道（修改了ip包头），DR模式不使用隧道（修改MAC地址）。

LVS-DR模式搭建

搭建成功后，其实你会发现LVS-DR是非常简单的。

每个realserver都需要有公网ip，返回请求不需要经过director，director只负责分发接受的请求。

搭建环境

先森是用虚拟机搭建的，准备了三个安装了CentOS的虚拟机。

系统版本：CentOS 6.8

外部IP地址	内部IP地址	角色
192.168.2.27/24	10.10.10.99/24	LVS调度器（虚拟机）
192.168.2.66/24	10.10.10.100/24	RS1（虚拟机）
192.168.2.44/24	10.10.10.101/24	RS2（虚拟机）
192.168.2.233/24	无	客户机（自己电脑）

本次搭建的拓扑图如下，图中的192.168.2.51实为192.168.2.27：

LVS-DR拓扑图

调度器服务器要安装ipvsadm，两台真实服务器要运行Apache或者Nginx等web服务器。

Director上需要安装ipvsadm：

yum install -y ipvsadm

两个real server 上都安装apache：

yum install -y httpd

DR 负载均衡器配置

ipvsadm有自己的命令，但是一般都是用shell脚本把需要做的设置写出来，然后运行shell来完成设置。

首先进入一个存放shell脚本的目录，这个目录自行选择。先森选择将shell脚本放置/usr/local/bin目录下。

cd /usr/local/bin

用vim直接打开一个不存在的shell文件，保存的时候会自动创建好。

vim lvs_dr.sh

打开后添加如下内容：

#！/bin/sh
 VIP=192.168.2.27       # 均衡器外网IP
 DIP=10.10.10.99        # 均衡器内网IP
 RIP1=10.10.10.100      # 真实服务器的内网IP
 RIP2=10.10.10.101
 . /etc/rc.d/init.d/functions
         case "$1" in
         start)
         echo "start LVS of DirectorServer"
         #Set the Virtual IP Address
         /sbin/ifconfig eth0:1 $DIP netmask 255.255.255.0 up    # 给均衡器添加一个内容IP
         /sbin/route add -host $DIP dev eth0:1                  # 给内网IP添加路由
         #Clear IPVS Table
         /sbin/ipvsadm -C       # 手工清空原来表内容
         #Set Lvs
         /sbin/ipvsadm -A -t $VIP:80 -s rr              # -A添加地址，-t指定VIP TCP端口，-s指定调度算法：rr轮询算法
         /sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP1:80 -g     # -a指定真实服务器， -t lvs上VIP，-r真实服务器ip及端口，-g先择DR模式（-m为NAT模式）
         /sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP2:80 -g
         #Run Lvs
         /sbin/ipvsadm
         ;;
         stop)
         echo "close LVS Directorserver"
         /sbin/ipvsadm -C
         /sbin/ifconfig eth0:1 down
         ;;
         *)
         echo "Usage： $0 {start|stop}"
         exit 1
         esac

保存并退出：

:wq

给lvs_dr.sh添加可执行权限：

chmod +x lvs_dr.sh

RS 真实服务器配置

两台real server也需要添加一个shell脚本，脚本的内容大致相同。

还是进入一个保存脚本的目录：

cd /usr/local/bin

编辑本不存在的shell脚本：

vim lvs_dr_rs.sh

在脚本内加入如下内容：

#!/bin/bash
 VIP=192.168.2.27       # 均衡器的VIP地址
 RIP=10.10.10.100       # 要给本地服务器设置的内网地址
 LOCAL_Name=50bang
 BROADCAST=192.168.2.255  #vip's broadcast
 . /etc/rc.d/init.d/functions
 case "$1" in
     start)
      echo "reparing for Real Server"
        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
        ifconfig lo:0 $VIP netmask 255.255.255.255 broadcast $BROADCAST up
#为什么要绑定VIP呢？因为DR模式原理是LVS调度器修改mac地址为真实服务器地址，报文的目的IP还是VIP没修改，，网卡只会把目的MAC和目的IP都是自己的报文上送CPU，所以真实服务器上必须>配置VIP!
#为什么使用lo口呢？因为lo口为本地环回口，防止本地局域网IP地址冲突!
        ifconfig eth0:1 $RIP netmask 255.255.255.0 up   # 为本地服务器设置一个内网IP
         /sbin/route add -host $VIP dev lo:0
         ;;
     stop)
         ifconfig lo:0 down
         ifconfig eth0:1 down
        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 "close LVS Real Server"
         ;;
     *)
         echo "Usage: lvs {start|stop}"
         exit 1
 esac

退出保存：

:wq

依旧添加可执行权限：

chmod +x lvs_dr_rs.sh

运行脚本

DR 负载均衡器：

./lvs_dr.sh start

DR运行脚本

RS 真实服务器:

./lvs_dr_rs.sh start

RS运行脚本

检查网卡：

ifconfig

DR均衡器的网卡信息

RS服务器的网卡信息

查看ipvs设置

ipvsadm -ln

测试

运行RS服务器上的Apache或Nginx、Tomcat等任何web服务器，记得开启防火墙iptables的端口。

为了方便测试，可以把Apache的默认页面内容改为“web1”和“web2”:

echo "web1" >/var/www/html/index.html

然后在电脑上浏览器访问设置的VIP地址，即192.168.2.27，不停刷新查看效果。如果配置成功则会看到页面在“web1”和“web2”上轮流切换。

第一次打开

刷新一次

如此，就是先LVS-DR的负载均衡。

实际上，LVS-DR还经常和Keepalived搭配起来实现高可用+负载均衡。这个先森也实现了，真的是非常简单呢，后面会继续分享。

历史上的今天:

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