LVS负载均衡集群技术学习笔记

dryu999

　　一、ARP协议
　　      1. Address Resolution Protocal地址解析协议，功能是根据主机IP地址来解析到主机的MAC地址。
　　      2. ARP协议和DNS协议对比：

　　          a. DNS是在域名和IP之间进行解析，ARP是在IP和MAC之间解析。
　　          b. ARP协议不需要服务，DNS需要开启服务。
　　          c. ARP协议需要互联的主机处于同一个物理网段之内（即局域网环境）！
　　       3. ARP协议工作过程（第一次通信）

　　       4. 高可用服务器切换机器以及更换路由器的时候要注意刷新ARP缓存
　　       5. IP切换时候ARP缓存问题的解决方法：
　　           使用arping命令来清空ARP缓存，例如：
　　           /sbin/arping -I eth0 -c 3 -s 192.168.0.162 192.168.0.253
　　           /sbin/arping -U -I eth0 192.168.0.162
　　

　　二、LVS负载均衡集群 Linux Virtual Server
　　        1. 实现负载均衡调度的：IPVS，工作在LINUX内核层面，用户无法直接直接访问IPVS，必须通过IPVSADM这个管理工具来实现管理，或者通过KEEPALIVED来管理。
　　        2. 负载均衡器LB也被称为LVS Director。
　　        3. IP名称约定：
　　VIP：虚拟IP，为DIRECTOR向客户端提供服务的IP地址，域名解析到的IP均为VIP。
　　        为什么叫虚拟IP？因为这些IP不是真正提供业务服务的IP，而是将会调度到提供真实业务服务的IP上，所以称为VIP。
　　                  
　　       RIP：真实IP，集群下面业务节点的IP。
　　             DIP：负载均衡器的IP。
　　             CIP：客户端的IP。
　　

　　

　　三、LVS三种工作模式详解。
　　      DR模式：（Direct Routing, VS/DR）
　　      VS/DR模式工作原理：直接改写请求报文的目标MAC地址，将请求改写后发给RIP，由RIP将相应后的处理结果直接返回给CIP，不再经过DIRECTOR。该模式要求LV DIRECTOR和REAL SERVER在同一物理网段。
　　   
　　      NAT模式：将请求的报文DNAT和相应的报文SNAT通过LVS调度器进行重写，再转发给内部的服务器或由内部服务器转发到客户端。
　　      NAT模式需要开启内核转发及防火墙转发：
　　      开启内核转发：net.ipv4.ip_forward = 1
　　      FULLNAT模式：章文嵩去淘宝之后做的改进，其实就是LVS集群，见原理图。
　　      LVS内部维护一个SESSION的HASH表，用来记录调度器的更改操作。
　　
　　

　　

　　

　　

　　
TUNNEL模式：
      TUNNELR模式工作原理：DIRECTOR封装一个RIP的IP头，经过IP隧道发到RIP。
      TUNNEL模式不需要DIP和RIP在LAN环境，可以跨机房。

　　三、LVS调度算法。
　　       固定算法
　　RR          轮询
　　WRR       加权轮询
　　       DH         目的地址哈希调度（Destination Hashing）
　　       SH          原地址哈希调度
　　       动态算法
　　       WLC       加权最小连接数调度（分配到加权调度后连接数最小的机器，TCP连接数/加权）
　　       LC           最小连接数调度
　　      
　　四、LVS安装部署实战。
　　       1. 检查IP_VS
　　           lsmod | grep ip_vs
　　       2. 软链接
　　           ln -s /usr/src/kernels/2.6.32-573.7.1.el6.x86_64/ /usr/src/linux
　　   
　　      如果没有2.6.32-573.7.1.el6.x86_64，请安装kernel-devel
　　      yum install -y kernel-devel
　　      ln这个命令也可以不执行，如不执行，编译安装的时候需要指定内核路径。
　　

　　    3. 安装yum install -y libnl* popt*
　　    4. CD到IPVSADM安装目录
　　        直接MAKE MAKE INSTALL
　　

　　    5. 加载IP_VS到内核
　　       方法1：/sbin/ipvsadm
　　       方法2: modprobe ip_vs
　　  
　　    6. 抑制ARP命令：
　　        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
　　

　　五、LVS配置实战。