Lvs负载均衡的配置

rhel6 自带 LVS 软件包 安装 ipvsadm 软件包即可使用
yum install ipvsadm -y（注意这里需要先配置yum源）

三种 IP 负载均衡技术的优缺点归纳在下表中:

注:以上三种方法所能支持最大服务器数目的估计是假设调度器使用 100M 网卡,调度器的硬件配置与后端服务器的硬件配置相同,而且是对一般 Web 服 务。使用更高的硬件配置(如千兆网卡和更快的处理器)作为调度器,调度器所能调度的服务器数量会相应增加。当应用不同时,服务器的数目也会相应地改变。所 以,以上数据估计主要是为三种方法的伸缩性进行量化比较。

这里我在做的时候用了三台主机：
vm1    192.168.1.120    Load Balance    eth0
vm1    192.168.1.188    Load Balance    vip
vm2    192.168.1.121    realserver
vm3    192.168.1.122    realserver

1.LVS-DR 模式(调度器与实际服务器都有一块网卡连在同一物理网段上)
简要的网络结构如下所示

配置LVS server
lvs_dr.sh

#！/bin/sh
VIP=192.168.1.188
RIP1=192.168.1.121
RIP2=192.168.1.122
. /etc/rc.d/init.d/functions
case "$1" in
start)
echo "start LVS of DirectorServer"
#Set the Virtual IP Address
/sbin/ifconfig eth0:1 $VIP broadcast $VIP netmask 255.255.255.255 up
/sbin/route add -host $VIP dev eth0:1
#Clear IPVS Table
/sbin/ipvsadm -C
#Set Lvs
/sbin/ipvsadm -A -t $VIP:80 -s rr
/sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP1:80 -g
/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

配置 RIP server
realserver.sh

#!/bin/bash
VIP=192.168.1.188
LOCAL_Name=50bang
BROADCAST=192.168.1.255 #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
/sbin/route add -host $VIP dev lo:0
;;
stop)
ifconfig lo:0 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 "Usage: lvs {start|stop}"
exit 1
esac

我们在浏览器端输入：192.168.1.188每次刷新显示结果都会变，如下证明我们配置正确：


2.LVS-TUN 模式

简要的网络架构如下:

配置lvs server
lvs_tun.sh

#!/bin/sh
# description: start LVS of Directorserver
VIP=192.168.1.188（注意，lvs server那台机器2个ip，一个是vip,一个是本身ip例如192.168.1.120）
RIP1=192.168.1.121
RIP2=192.168.1.122
#RIPn=192.168.0.n
GW=192.168.1.1
. /etc/rc.d/init.d/functions
case "$1" in
start)
echo " start LVS of DirectorServer"
# set the Virtual IP Address
/sbin/ifconfig tunl0 $VIP broadcast $VIP netmask 255.255.255.0 up
/sbin/route add -host $VIP dev tunl0
#Clear IPVS table
/sbin/ipvsadm -C
#set LVS
/sbin/ipvsadm -A -t $VIP:80 -s rr
/sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP1:80 -i
/sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP2:80 -i
#/sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP3:80 -i
#Run LVS
/sbin/ipvsadm
#end
;;
stop)
echo "close LVS Directorserver"
ifconfig tunl0 down
/sbin/ipvsadm -C
;;
*)
echo "Usage: $0 {start|stop}"
exit 1
esac

配置real server
realserver.sh

#!/bin/sh
# description: Config realserver tunl port and apply arp patch
VIP=192.168.1.188
. /etc/rc.d/init.d/functions
case "$1" in
start)
echo "Tunl port starting"
ifconfig tunl0 $VIP netmask 255.255.255.0 broadcast $VIP up
/sbin/route add -host $VIP dev tunl0
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/tunl0/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/tunl0/arp_announce
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
sysctl -p
;;
stop)
echo "Tunl port closing"
ifconfig tunl0 down
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
;;
*)
echo "Usage: $0 {start|stop}"
exit 1
esac

3.LVS-NAT 模式

简要的网络架构如下图:

配置LVS server
lvs_nat.sh

#!/bin/sh
# description: start LVS of Nat
VLAN-IP=192.168.1.188
RIP1=10.1.1.2
RIP2=10.1.1.3
#RIPn=10.1.1.n
GW=10.1.1.1
. /etc/rc.d/init.d/functions
case "$1" in
start)
echo " start LVS of NAtServer"
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward
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(内网卡上的)
#Clear IPVS table
/sbin/ipvsadm -C
#set LVS
/sbin/ipvsadm -a -t $VLAN-IP:80 -r $RIP1:80 -m -w 1
/sbin/ipvsadm -a -t $VLAN-IP:80 -r  $RIP2:80 -m -w 1
#Run LVS
/sbin/ipvsadm
#end
;;
stop)
echo "close LVS Nat server"
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/send_redirects
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/default/send_redirects
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/send_redirects
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/eth1/send_redirects(内网卡上的)
/sbin/ipvsadm -C
;;
*)
echo "Usage: $0 {start|stop}"
exit 1
esac

配置real server LVS-Nat 模式的后端机器不需要配置.
测试的时候我们在real server里面设置一个发布页面进行测试
echo `hostname` >/var/www/html/index.html
然后就可以进行测试了！

tips： -g 表示使用DR方式，-m表示NAT方式，-i表示tunneling方式。

LVS 三种工作模式的优缺点比较：
一、Virtual server via NAT（VS-NAT）

优点：集群中的物理服务器可以使用任何支持TCP/IP操作系统，物理服务器可以分配Internet的保留私有地址，只有负载均衡器需要一个合法的IP地址。

缺点：扩展性有限。当服务器节点（普通PC服务器）数据增长到20个或更多时,负载均衡器将成为整个系统的瓶颈，因为所有的请求包和应答包都需要经过负载均衡器再生。假使TCP包的平均长度是536字节的话，平均包再生延迟时间大约为60us（在Pentium处理器上计算的，采用更快的处理器将使得这个延迟时间变短），负载均衡器的最大容许能力为8.93M/s，假定每台物理服务器的平台容许能力为400K/s来计算，负责均衡器能为22台物理服务器计算。

解决办法：即使是是负载均衡器成为整个系统的瓶颈，如果是这样也有两种方法来解决它。一种是混合处理，另一种是采用Virtual Server via IP tunneling或Virtual Server via direct routing。如果采用混合处理的方法，将需要许多同属单一的RR DNS域。你采用Virtual Server via IP tunneling或Virtual Server via direct routing以获得更好的可扩展性。也可以嵌套使用负载均衡器，在最前端的是VS-Tunneling或VS-Drouting的负载均衡器，然后后面采用VS-NAT的负载均衡器。
二、Virtual server via IP tunneling（VS-TUN）

我们发现，许多Internet服务（例如WEB服务器）的请求包很短小，而应答包通常很大。

优点：负载均衡器只负责将请求包分发给物理服务器，而物理服务器将应答包直接发给用户。所以，负载均衡器能处理很巨大的请求量，这种方式，一台负载均衡能为超过100台的物理服务器服务，负载均衡器不再是系统的瓶颈。使用VS-TUN方式，如果你的负载均衡器拥有100M的全双工网卡的话，就能使得整个Virtual Server能达到1G的吞吐量。

不足：但是，这种方式需要所有的服务器支持"IP Tunneling"(IP Encapsulation)协议，我仅在Linux系统上实现了这个，如果你能让其它操作系统支持，还在探索之中。
三、Virtual Server via Direct Routing（VS-DR）

优点：和VS－TUN一样，负载均衡器也只是分发请求，应答包通过单独的路由方法返回给客户端。与VS-TUN相比，VS-DR这种实现方式不需要隧道结构，因此可以使用大多数操作系统做为物理服务器，其中包括：Linux 2.0.36、2.2.9、2.2.10、2.2.12；Solaris 2.5.1、2.6、2.7；FreeBSD 3.1、3.2、3.3；NT4.0无需打补丁；IRIX 6.5；HPUX11等。

不足：要求负载均衡器的网卡必须与物理网卡在一个物理段上

参考：