centos 7.6 ——LVS+NAT负载均衡群集


LVS+NAT负载均衡群集

文章目录

LVS+NAT负载均衡群集
一、企业群集应用1. 群集的含义2. 企业群集分类3. 负载均衡的结构4. 负载均衡群集工作模式分析4.1 NAT模式4.2 TUN模式(1)IP隧道4.3 DR模式5. 关于LVS虚拟服务器5.1 LVS的负载调度算法(1)轮询(Round Robin)(2)加权轮询(Weighted Round Robin)5.2 LVS的负载调度算法(1)最少连接(Least Connections)(2)加权最少连接(Weighted Least Connections)5.3 使用ipvsadm工具5.4 Network File System,网络文件系统二、实验:搭建出nfs网络文件存储服务1. 实验目的2. 实验环境3. 实验步骤(1)nfs 网络文件系统服务器配置(2)两个Apache服务器配置(3) 负载均衡服务器配置(4)客户机win10 测试

一、企业群集应用
1. 群集的含义

Cluster,集群、群集
由多台主机构成,但对外只表现为一个整体

问题

互联网应用中,随着站点对硬件性能、响应速度、服务稳定性、数
据可靠性等要求越来越高,单台服务器力不从心

2. 企业群集分类

(1)根据群集所针对的目标差异,可分为三种类型

负载均衡群集
高可用群集
高性能运算群集

负载均衡群集(Load Balance Cluster)

提高应用系统的响应能力、尽可能处理更多的访问请求、减少延迟

为目标,获得高并发、高负载(LB)的整体性能

LB的负载分配依赖于主节点的分流算法

高可用群集(High Availability Cluster)

提高应用系统的可靠性、尽可能地减少中断时间为目标,确保服务的连续性,达到高可用(HA)的容错效果

HA的工作方式包括双工和主从两种模式

高性能运算群集(High Performance Computer Cluster)

提高应用系统的CPU运算速度、扩展硬件资源和分析能力为目标,获得相当于大型、超级计算机的高性能运算(HPC)能力

高性能依赖于“分布式运算”、“并行计算”,通过专用硬件和软件将多个服务器的CPU、内存等资源整合在一起,实现只有大型、超级计算机才具备的计算能力

3. 负载均衡的结构

第一层,负载调度器(Load Balancer或Director)
第二层,服务器池(Server Pool)
第三层,共享存储(Share Storage)
centos 7.6 ——LVS+NAT负载均衡群集

4. 负载均衡群集工作模式分析

负载均衡群集是目前企业用得最多的群集类型

群集的负载调度技术有三种工作模式

地址转换

IP隧道

直接路由

4.1 NAT模式

Network Address Translation,简称NAT模式
类似于防火墙的私有网络结构,负载调度器作为所有服务器节点的网关,即作为客户机的访问入口,也是各节点回应客户机的访问出口
服务器节点使用私有IP地址,与负载调度器位于同一个物理网络,安全性要优于其他两种方式

4.2 TUN模式
(1)IP隧道

IP Tunnel,简称TUN模式
采用开放式的网络结构,负载调度器仅作为客户机的访问入口,各节点通过各自的Internet连接直接回应客户机,而不再经过负载调度器
服务器节点分散在互联网中的不同位置,具有独立的公网IP地址,通过专用IP隧道与负载调度器相互通信

4.3 DR模式

Direct Routing,简称DR模式
采用半开放式的网络结构,与TUN模式的结构类似,但各节点并不是分散在各地,而是与调度器位于同一个物理网络
负载调度器与各节点服务器通过本地网络连接,不需要建立专用的IP隧道

5. 关于LVS虚拟服务器

Linux Virtual Server
针对Linux内核的负载均衡解决方案
1998年5月,由我国的章文嵩博士创建
官方网站:http://www.linuxvirtualserver.org/

5.1 LVS的负载调度算法
(1)轮询(Round Robin)

将收到的访问请求按照顺序轮流分配给群集中的各节点(真实服务器),均等地对待每一台服务器,而不管服务器实际的连接数和系统负载

(2)加权轮询(Weighted Round Robin)

根据调度器设置的权重值来分发请求,权重值高的节点优先获得任务,分配的请求数越多
保证性能强的服务器承担更多的访问流量

5.2 LVS的负载调度算法
(1)最少连接(Least Connections)

根据真实服务器已建立的连接数进行分配,将收到的访问请求优先分配给连接数最少的节点

(2)加权最少连接(Weighted Least Connections)

在服务器节点的性能差异较大时,可以为真实服务器自动调整权重 性能较高的节点将承担更大比例的活动连接负载

5.3 使用ipvsadm工具

LVS群集创建与管理

创建虚拟服务器
添加、删除服务器节点
查看群集及节点情况
保存负载分配策略

5.4 Network File System,网络文件系统

依赖于RPC(远端过程调用)
需安装nfs-utils、rpcbind软件包
系统服务:nfs、rpcbind
共享配置文件:/etc/exports

二、实验:搭建出nfs网络文件存储服务
1. 实验目的

win10客户机访问12.0.0.1的网址,通过nat地址转换,轮询的访问到Apache1和Apache2主机
搭建出nfs网络文件存储服务

2. 实验环境

负载均衡调度服务器 配置双网卡作为网关,路由转发
192.168.100.1
12.0.0.1
节点服务器 Apache1 : 192.168.100.134 24 Apache2: 192.168.100.155 24
nfs 文件共享服务器 192.168.100.144
客户机用于测试 12.0.0.23 24

3. 实验步骤
(1)nfs 网络文件系统服务器配置


[root@localhost html]# iptables -F
[root@localhost html]# setenforce 0

先使用nat模式将rpcbind nfs-utills 安装好

[root@localhost ~]# rpm -q rpcbind
rpcbind-0.2.0-47.el7.x86_64

[root@localhost ~]# rpm -q nfs-utils
nfs-utils-1.3.0-0.61.el7.x86_64

之后改为仅主机模式修改网卡信息


[root@localhost ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33

TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=static
DEFROUTE=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV6INIT=yes
IPV6_AUTOCONF=yes
IPV6_DEFROUTE=yes
IPV6_FAILURE_FATAL=no
IPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacy
NAME=ens33
UUID=80f87e54-24ac-404a-bc28-c3704d4c197a
DEVICE=ens33
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.100.144
GATEWAY=192.168.100.2
NETMASK=255.255.255.0
PREFIX=24

新建挂载点目录文件 web benet


[root@localhost opt]# mkdir benet web
[root@localhost opt]# ll
总用量 0
drwxr-xr-x. 2 root root 6 8月 31 13:52 benet
drwxr-xr-x. 2 root root 6 10月 31 2018 rh
drwxr-xr-x. 2 root root 6 8月 31 13:52 web

注意: 输入格式,不能有空格,如果有空格不会报错但是无法共享文件目录

[root@localhost opt]# vim /etc/exports

/opt/web 192.168.100.0/24(rw,sync,no_root_squash)
/opt/benet 192.168.100.0/24(rw,sync,no_root_squash)

测试检查

[root@localhost opt]# systemctl start nfs
[root@localhost opt]# systemctl start rpcbind
[root@localhost opt]# netstat -ntap |grep rpc
tcp 0 0 0.0.0.0:20048 0.0.0.0:* LISTEN 11914/rpc.mountd
tcp 0 0 0.0.0.0:58757 0.0.0.0:* LISTEN 9007/rpc.statd
tcp6 0 0 :::20048 :::* LISTEN 11914/rpc.mountd
tcp6 0 0 :::35266 :::* LISTEN 9007/rpc.statd
[root@localhost opt]#

查看挂载情况


[root@localhost opt]# showmount -e
Export list for localhost.localdomain:
/opt/benet 192.168.100.0/24
/opt/web 192.168.100.0/24


(2)两个Apache服务器配置

[root@localhost html]# iptables -F
[root@localhost html]# setenforce 0
在nat模式下

yum -y install httpd

之后配置仅主机模式

Apache1:192.168.100.134

Apache2:192.168.100.155

Apache1 服务器配置挂载:


vim /etc/ftabs

192.168.100.144:/opt/web /var/www/html nfs defaults 0 0

[root@localhost ~]# mount -a //重新加载挂载的配置文件
[root@localhost ~]# df -Th
文件系统 类型 容量 已用 可用 已用% 挂载点
/dev/sda3 xfs 182G 4.1G 178G 3% /
devtmpfs devtmpfs 2.0G 0 2.0G 0% /dev
tmpfs tmpfs 2.0G 0 2.0G 0% /dev/shm
tmpfs tmpfs 2.0G 11M 2.0G 1% /run
tmpfs tmpfs 2.0G 0 2.0G 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1 xfs 1014M 174M 841M 18% /boot
tmpfs tmpfs 406M 24K 406M 1% /run/user/0
192.168.100.144:/opt/web nfs4 150G 3.9G 147G 3% /var/www/html
[root@localhost ~]#
[root@localhost html]# pwd
/var/www/html
[root@localhost html]# vim index.html

<html><body><h1>this is accp !!!!!!!</h1></body></html>

[root@localhost html]# systemctl restart httpd

Apache2 192.168.100.155服务器配置挂载

vim /etc/ftabs

192.168.100.144:/opt/benet /var/www/html nfs defaults 0 0

[root@localhost ~]# mount -a //验证挂载情况
[root@localhost ~]# df -Th
文件系统 类型 容量 已用 可用 已用% 挂载点
/dev/sda3 xfs 50G 4.2G 46G 9% /
devtmpfs devtmpfs 906M 0 906M 0% /dev
tmpfs tmpfs 922M 0 922M 0% /dev/shm
tmpfs tmpfs 922M 11M 911M 2% /run
tmpfs tmpfs 922M 0 922M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda5 xfs 246G 33M 246G 1% /home
/dev/sda1 xfs 1014M 163M 852M 17% /boot
tmpfs tmpfs 185M 4.0K 185M 1% /run/user/42
tmpfs tmpfs 185M 20K 185M 1% /run/user/0
/dev/sr0 iso9660 4.3G 4.3G 0 100% /run/media/root/CentOS 7 x86_64
192.168.100.144:/opt/benet nfs4 150G 3.9G 147G 3% /var/www/html
[root@localhost ~]#
[root@localhost html]# pwd
/var/www/html
[root@localhost html]# vim index.html

<html><body><h1>this is benet !!!!!!!</h1></body></html>

[root@localhost html]# systemctl restart httpd


(3) 负载均衡服务器配置

网关设置双网卡
加载ip_vs模块,安装ipvsadm工具并设置LVS网卡
确认内核对LVS的支持

[root@localhost~]# modprobe ip_vs
[root@localhost~]# cat /proc/net/ip_vs
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn

双网卡设置作为内网卡网关设置


[root@localhost ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33

TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=static
DEFROUTE=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV6INIT=yes
IPV6_AUTOCONF=yes
IPV6_DEFROUTE=yes
IPV6_FAILURE_FATAL=no
IPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacy
NAME=ens33
UUID=e0fb0f4e-fd67-423e-9f33-eab94c271e8a
DEVICE=ens33
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.100.1
NETMASK=255.255.255.0

作为外网卡网关设置

[root@localhost ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts
[root@localhost network-scripts]# cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens36
[root@localhost network-scripts]# vim ifcfg-ens36

删除UUID

TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=static
DEFROUTE=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV6INIT=yes
IPV6_AUTOCONF=yes
IPV6_DEFROUTE=yes
IPV6_FAILURE_FATAL=no
IPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacy
NAME=ens36
DEVICE=ens36
ONBOOT=yes
IPADDR=12.0.0.1
NETMASK=255.255.255.0
PREFIX=24

[root@localhost network-scripts]# ip add
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
inet 127.0.0.1/8 scope host lo
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 ::1/128 scope host
valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
link/ether 00:0c:29:ea:11:51 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.100.1/24 brd 192.168.100.255 scope global noprefixroute ens33
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::236e:db25:cfa3:701/64 scope link noprefixroute
valid_lft forever preferred_lft forever
3: ens36: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
link/ether 00:0c:29:ea:11:5b brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 12.0.0.1/24 brd 12.0.0.255 scope global noprefixroute ens36
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::59b:70fc:aa64:e03d/64 scope link noprefixroute
valid_lft forever preferred_lft forever
4: virbr0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN group default qlen 1000
link/ether 52:54:00:3f:48:87 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.122.1/24 brd 192.168.122.255 scope global virbr0
valid_lft forever preferred_lft forever
5: virbr0-nic: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc pfifo_fast master virbr0 state DOWN group default qlen 1000
link/ether 52:54:00:3f:48:87 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
[root@localhost network-scripts]#

设置路由转发,指定ip服务池节点

[root@localhost opt]# vim na.sh
#!/bin/bash
echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward // 开启路由转发功能
ipvsadm -C //清除内核虚拟机服务器中的所有记录
ipvsadm -A -t 127.0.0.1:80 -s rr //指定虚拟ip,轮询
ipvsadm -a -t 127.0.0.1:80 -r 192.168.100.134:80 -m //指定真实的调度服务器
ipvsadm -a -t 127.0.0.1:80 -r 192.168.100.155:80 -m //指定真实的调度服务器
ipvsadm //开启服务

[root@localhost opt]# chmod 777 na.sh
[root@localhost opt]# ll
总用量 4
-rwxrwxrwx. 1 root root 206 8月 31 15:37 na.sh
drwxr-xr-x. 2 root root 6 10月 31 2018 rh
[root@localhost opt]# ./na.sh
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP localhost.localdomain:http rr
-> 192.168.100.134:http Masq 1 0 0
-> 192.168.100.155:http Masq 1 0 0
[root@localhost opt]#

设置路由转发

[root@localhost opt]# vim /etc/sysctl.conf

net.ipv4.ip_forward=1

[root@localhost opt]# sysctl -p
net.ipv4.ip_forward = 1

清空防火墙表规则,并这种NAT地址转换


[root@localhost opt]# iptables -t nat -F
[root@localhost opt]# iptables -t nat -A POSTROUTING -o ens33 -s 192.168.100.0/24 -j SNAT --to-source 12.0.0.1

[root@localhost opt]# ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm
[root@localhost opt]# systemctl start ipvsadm.service


(4)客户机win10 测试

客户机ip地址:12.0.0.21 24

浏览器输入12.0.0.1

centos 7.6 ——LVS+NAT负载均衡群集centos 7.6 ——LVS+NAT负载均衡群集

就能访问到Apache1主机和Apache1主机网页
遵循轮询后台算法,注意:浏览器清理缓存
apache 1 和Apache2 、负载均衡服务器、客户机网络应该是互通

原创:https://www.panoramacn.com
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