centos 7.3 LVS的NAT模式负载均衡实操

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centos 7.3 LVS的NAT模式负载均衡实操

2024-11-28 10:38:38 201人阅读

一、LB集群原理

1、实现手段

硬件：F5负载均衡器

软件：LVS（4层，网络层），Nginx（7层，应用层）

2、负载均衡架构图

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说明：

LVS集群使用三层架构

第一层：负载均衡层（Load Balancer）

位于整个集群系统的最前端，由一台或多台负载调度器（Director Server，以下简称dir）组成。

dir的作用类似一个路由器，它含有为完成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服务器群组层的应用服务器（Real Server）

ps：客户认为服务是来自一个虚拟IP地址上

第二层：服务器群组层（Server Arrary）

由一组实际运行应用服务的机器组成。Real Server（以下简称rs）可以是Web服务器、Mail服务器、FTP服务器、DNS服务器等

第三层：共享存储层（Shared Storage）

是为所有rs提供共享存储空间和内容一致性的存储区域，一般由磁盘阵列设备组成。

一般可以通过NFS网络文件系统共享数据（在繁忙的业务系统中，性能并不太好），此时可以用集群文件系统，如 Red Hat 的 GFS 文件系统，Oracle 提供的 OCFS2 文件系统等

3、LVS分3种模式

（a）NAT（网络地址映射）：通过网络地址转换的方法来实现调度

优点：支持所有操作系统及私有网络，且只需一个公网 IP 地址

缺点：用户请求和响应报文都必须经过dr地址重写，当用户请求越来越多时，调度器的处理能力将成为瓶颈。

（b）DR（直接路由模式）：通过改写请求报文的MAC地址，将请求发送到 rs，而 rs 将响应直接返回给客户 ——》性能最好

（c）TUN（IP隧道模式）：dr采用IP隧道技术将用户请求转发到某个rs，而这个rs将直接响应用户请求，不再经过dr ——》dr只处理用户的报文请求，从而使集群系统吞吐量大大提高

ps：还有第 4 种模式 FULLNAT（淘宝ospf+lvs）

二、主机环境

服务器主机：

系统版本：centos7.3

master：192.168.0.134

slave：192.168.0.140

分发器

内网IP：192.168.0.139

外网ip：192.168.56.128

1、分发器 director 配置

　—— 网络配置前期工作

（a）配置网络环境，增加网卡ens37（需要添加HWADDR不同的网卡，两个网卡模式分别要属于不同的链接模式分别为桥接和NAT）

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（b）生成ens37配置文件，配置VIP 地址为 192.168.56.128

　　 cp /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens37

　　（i）DEVICE=ens37

（ii）IPADDR=192.168.56.128（vip）

（iii）GATEWAY=192.168.0.1

（c）重启网络服务：service network restart

　　内网ip：192.168.0.139

　　外网ip：192.168.56.128

物理机可以ping通VIP

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—— 开启路由转发功能，安装配置LVS-NAT

1、安装lvs核心软件包 yum install -y ipvsadm

2、写脚本管理（开启路由转发、添加虚拟服务、添加虚拟服务后端的real server）

vim /usr/local/sbin/lvs_nat.sh

#!/bin/bash

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/ens33/send_redirects

echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens37/send_redirects

iptables -t nat -F

iptables -t nat -X

iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.0.0/24 -j MASQUERADE

IPVSADM=‘/sbin/ipvsadm‘

$IPVSADM -C

$IPVSADM -A -t 192.168.56.128:80 -s rr

$IPVSADM -a -t 192.168.56.128:80 -r 192.168.0.134:80 -m -w 1

$IPVSADM -a -t 192.168.56.128:80 -r 192.168.0.140:80 -m -w 1

参数说明：

-A：增加一个虚拟服务

-a：增加real server

-r：指定real server 的 IP地址

-t：表示TCP服务

-s：指定调度算法 rr：轮询算法（对调度算法感兴趣的大家可以查查~）

-m（masquerade）：也就是NAT方式的LVS

3、执行脚本 sh !$

4、查看规则 ipvsadm -ln

[root@www ~]# ipvsadm -ln

IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)

Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags

-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn

TCP 192.168.56.128:80 rr

-> 192.168.0.134:80 Masq 1 0 0

-> 192.168.0.140:80 Masq 1 0 0

二、真实服务器real server配置

master： 192.168.0.134

slave： 192.168.0.140

master和slave都要修改网卡配置文件： /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33

然后重启网络:systemctl restart network

1、网关GATEWAY都要指向分发器 dir 的内网 IP（192.168.56.128）

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三、测试

1、修改nginx的默认页面（好区分）

master：echo "this is master server" > /usr/share/nginx/html/index.html

slave：echo "this is slave server" > /usr/share/nginx/html/index.html