模拟lvs-nat模式的负载均衡集群详解

下文给大家带来模拟lvs-nat模式的负载均衡集群详解，希望能够给大家在实际运用中带来一定的帮助，负载均衡涉及的东西比较多，理论也不多，网上有很多书籍，今天我们就用亿速云在行业内累计的经验来做一个解答。

一、前言

 本次所有的实验均在虚拟机的环境中进行，实验的目的是搭建lvs-nat模式的负载均衡集群。本文不涉及lvs原理，只模拟了lvs-nat模式的负载均衡集群。

二、拓扑图

工具:ipvsadm

    环境准备：

    客户端：192.168.91.128

    负载均衡云服务器：VIP：192.168.91.3 DIP：10.0.0.254

    真实服务器RS1：IP:10.0.0.111 gw:10.0.0.254

    真实服务器RS2：IP:10.0.0.5 gw:10.0.0.254

三、实验操作

 1.客户端操作   

[root@localhost ~]# ip a l | grep "ens33"       #查看ip
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    inet 192.168.91.128/24 brd 192.168.91.255 scope global dynamic ens33

 2.RS1服务端操作

[root@rs1 ~]#  ip a l | grep "ens33"         #查看ip
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    inet 10.0.0.111/24 brd 10.0.0.255 scope global ens33
[root@rs1 ~]# setenforce 0                #关闭selinux
[root@rs1 ~]# iptables -F                 #为了实验方便，清空防火墙规则
yum install httpd                     #安装httpd
[root@rs1 ~]# cat /var/www/html/index.html        #查看测试web内容
<h3>web server RS1</h3>
[root@rs1 ~]# systemctl start httpd           #启动httpd
[root@rs1 ~]# ss -tln | grep 80
LISTEN     0      128         :::80                      :::*

 3.RS2服务端操作

  操作大抵和上面一致

[root@rs2 ~]# ip a l | grep "ens33"
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    inet 10.0.0.5/24 brd 10.0.0.255 scope global ens33
[root@rs2 ~]# setenforce 0
[root@rs2 ~]# iptables -F    
yum install httpd
[root@rs2 ~]# cat /var/www/html/index.html 
<h3>web server RS2</h3>
[root@rs2 ~]# systemctl start httpd
[root@rs2 ~]# ss -tln | grep 80
LISTEN     0      128         :::80                      :::*

 4.负载均衡服务端操作

[root@localhost ~]# ip a l | egrep "ens33|ens37"   #查看ip
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    inet 192.168.91.3/24 brd 192.168.91.255 scope global dynamic ens33
3: ens37: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    inet 10.0.0.254/8 brd 10.255.255.255 scope global ens37
yum install ipvsadm                    #安装lvs管理工具ipvsadm
[root@localhost ~]# rpm -ql ipvsadm           #查看ipvsadm程序环境
/etc/sysconfig/ipvsadm-config                #配置文件
/usr/lib/systemd/system/ipvsadm.service    
/usr/sbin/ipvsadm                      #核心工具
/usr/sbin/ipvsadm-restore                  #读入配置文件
/usr/sbin/ipvsadm-save                    #保存ipvsadm规则
/usr/share/doc/ipvsadm-1.27
/usr/share/doc/ipvsadm-1.27/README
/usr/share/man/man8/ipvsadm-restore.8.gz
/usr/share/man/man8/ipvsadm-save.8.gz
/usr/share/man/man8/ipvsadm.8.gz
[root@localhost ~]# systemctl enable ipvsadm       #设置开机自启动
[root@localhost ~]# systemctl start ipvsadm       #启动服务
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward          #开启核心转发
[root@localhost ~]# cat /proc/sys/net/ipv4/ip_forward    
1
setenforce 0                         #关闭selinux                           
iptabels -F                         #为了实验方便，清空防火墙规则
ipvsadm -A -t 192.168.91.3:80 -s rr           #设置lvs调度器的算法为轮询 
ipvsadm -a -t 192.168.91.3:80 -r 10.0.0.111:80 -m    #添加RS1服务器，-m选项即指定nat模式
ipvsadm -a -t 192.168.91.3:80 -r 10.0.0.0.5:80 -m    #添加RS2服务器
ipvsadm-save

 5.客户端测试

 根据脚本的结果分析可知，客户端轮询访问两个真实服务器(RS1、RS2),由此证明成功地实现了轮询调度算法的负载均衡模式。

[root@localhost ~]# for i in {1..10};do curl http://192.168.91.3;done
<h3>web server RS2</h3>
<h3>web server RS1</h3>
<h3>web server RS2</h3>
<h3>web server RS1</h3>
<h3>web server RS2</h3>
<h3>web server RS1</h3>
<h3>web server RS2</h3>
<h3>web server RS1</h3>
<h3>web server RS2</h3>
<h3>web server RS1</h3>

 6.修改调度算法为wrr(加权轮询)

  负载均衡服务器端操作

[root@localhost ~]# ipvsadm -E -t 192.168.91.3:80 -s wrr               #修改调度算法为wrr
[root@localhost ~]# ipvsadm -e -t 192.168.91.3:80 -r 10.0.0.111:80 -m -w 2    #修改RS1的权重为2
[root@localhost ~]# ipvsadm -Ln                             #查看规则
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.91.3:80 wrr
  -> 10.0.0.5:80                  Masq    1      0          11        
  -> 10.0.0.111:80                Masq    2      0          14

  客户端操作

   根据脚本的结果分析可知，客户端先访问一次RS2，接着再访问两次RS1，如此循环访问。由此证明成功地实现了加权轮询调度算法的负载均衡模式。

测试
[root@localhost ~]# for i in {1..10};do curl 192.168.91.3;done
<h3>web server RS2</h3>
<h3>web server RS1</h3>
<h3>web server RS1</h3>
<h3>web server RS2</h3>
<h3>web server RS1</h3>
<h3>web server RS1</h3>
<h3>web server RS2</h3>
<h3>web server RS1</h3>
<h3>web server RS1</h3>
<h3>web server RS2</h3>

四、实验需要注意的问题

  1.根据真实环境，VIP为公网地址，RIP应该为私有地址，这样的目的是将服务器隐藏起来。所以在虚拟机实验时最好将VIP设置为桥接的模式，RID设置为仅主机模式。

  2.RID的网关必须指向负载均衡器的DIP，并且RID与DIP在同一网段内。

  3.负载均衡器一定要开启核心转发功能

  4.设置好相应的防火墙规则（或者直接关闭），并且关闭selinux。

看了以上关于模拟lvs-nat模式的负载均衡集群详解，如果大家还有什么地方需要了解的可以在亿速云行业资讯里查找自己感兴趣的或者找我们的专业技术工程师解答的，亿速云技术工程师在行业内拥有十几年的经验了。