lvs 负载均衡原理及其配置之 nat 模式
转载：http://www.cnblogs.com/liwei0526vip/p/6370103.html一、lvs 基本介绍
LVS是 Linux Virtual Server 的简称，也就是Linux虚拟服务器。这是一个由章文嵩博士发起的一个开源项目，它的官方网是 http://www.linuxvirtualserver.org 现在 LVS 已经是 Linux 内核标准的一部分。使用 LVS 可以达到的技术目标是：通过 LVS 达到的负载均衡技术和 Linux 操作系统实现一个高性能高可用的 Linux 服务器集群，它具有良好的可靠性、可扩展性和可操作性。从而以低廉的成本实现最优的性能。LVS 是一个实现负载均衡集群的开源软件项目，LVS架构从逻辑上可分为调度层、Server集群层和共享存储。
二、LVS的基本工作原理
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1. 当用户向负载均衡调度器（Director Server）发起请求，调度器将请求发往至内核空间
2. PREROUTING链首先会接收到用户请求，判断目标IP确定是本机IP，将数据包发往INPUT链
3. IPVS是工作在INPUT链上的，当用户请求到达INPUT时，IPVS会将用户请求和自己已定义好的集群服务进行比对，如果用户请求的就是定义的集群服务，那么此时IPVS会强行修改数据包里的目标IP地址及端口，并将新的数据包发往POSTROUTING链
4. POSTROUTING链接收数据包后发现目标IP地址刚好是自己的后端服务器，那么此时通过选路，将数据包最终发送给后端的服务器
三、LVS的组成
LVS 由2部分程序组成，包括 ipvs 和 ipvsadm。
1.ipvs(ip virtual server)：一段代码工作在内核空间，叫ipvs，是真正生效实现调度的代码。
2. ipvsadm：另外一段是工作在用户空间，叫ipvsadm，负责为ipvs内核框架编写规则，定义谁是集群服务，而谁是后端真实的服务器(Real Server)
四、LVS相关术语
1. DS：Director Server。指的是前端负载均衡器节点。
2. RS：Real Server。后端真实的工作服务器。
3. VIP：向外部直接面向用户请求，作为用户请求的目标的IP地址。
4. DIP：Director Server IP，主要用于和内部主机通讯的IP地址。
5. RIP：Real Server IP，后端服务器的IP地址。
6. CIP：Client IP，访问客户端的IP地址。
五、LVS/NAT原理和特点
1. 重点理解NAT方式的实现原理和数据包的改变。
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(a). 当用户请求到达Director Server，此时请求的数据报文会先到内核空间的PREROUTING链。 此时报文的源IP为CIP，目标IP为VIP
(b). PREROUTING检查发现数据包的目标IP是本机，将数据包送至INPUT链
(c). IPVS比对数据包请求的服务是否为集群服务，若是，修改数据包的目标IP地址为后端服务器IP，然后将数据包发至POSTROUTING链。 此时报文的源IP为CIP，目标IP为RIP
(d). POSTROUTING链通过选路，将数据包发送给Real Server
(e). Real Server比对发现目标为自己的IP，开始构建响应报文发回给Director Server。 此时报文的源IP为RIP，目标IP为CIP
(f). Director Server在响应客户端前，此时会将源IP地址修改为自己的VIP地址，然后响应给客户端。 此时报文的源IP为VIP，目标IP为CIP
2. LVS-NAT模型的特性
[*] RS应该使用私有地址，RS的网关必须指向DIP
[*] DIP和RIP必须在同一个网段内
[*] 请求和响应报文都需要经过Director Server，高负载场景中，Director Server易成为性能瓶颈
[*] 支持端口映射
[*] RS可以使用任意操作系统
[*] 缺陷：对Director Server压力会比较大，请求和响应都需经过director server
LVS的NAT模式的演示
实验环境：
hostname:localhost31.localdomain（director）
eth0：172.16.121.225(外网)
eth1:192.168.10.31(内网)
hostname:localhost32.localdomain（ real server1 ）
eth1:192.168.10.32(内网)
hostname:localhost34.localdomain（ real server 2）
eth1:192.168.10.34(内网)
配置 director server
yum install -y ipvsadm
# director服务器上开启路由转发功能:
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
# 关闭 icmp 的重定向
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/send_redirects
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/default/send_redirects
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/send_redirects
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth1/send_redirects
关闭防火墙(这里选择关闭防火墙)
service iptables stop
或者设置 nat 防火墙
iptables -t nat -F
iptables -t nat -X
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.0.0/24 -j MASQUERADE
配置ipvsadm
ipvsadm -A -t 172.16.121.225:80 -s rr
ipvsadm -a -t 172.16.121.225:80 -r 192.168.10.34:80 -m
ipvsadm -a -t 172.16.121.225:80 -r192.168.10.34:80 -m
查看 ipvsadm 规则
# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP172.16.121.225:80 rr
-> 192.168.10.32:80 Masq 1 0 0
-> 192.168.10.34:80 Masq 1 0 0
配置real server
配置real server1 192.168.10.32
yum install nginx -y
echo "rs1rs1" >/usr/share/nginx/html/index.html
配置real server2 192.168.10.34
yum install nginx -y
echo "rs1rs2" >/usr/share/nginx/html/index.html
测试
使用curl 命令
# curl http://172.16.121.225/
rs2rs2
# curl http://172.16.121.225/
rs1rs1
使用web 浏览器测试
http://172.16.121.225/
https://s4.运维网.com/wyfs02/M01/91/FB/wKioL1j52J6wX2FHAAAP2E4kG4o896.jpg
https://s4.运维网.com/wyfs02/M02/91/FB/wKiom1j52J7hDvH1AAAStUpDTU8587.jpg
备注：使用浏览器测试，查看每次请求不是均匀的分摊到服务器上，使用liunx curl 命令却可以。
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