基于LVS的Linux负载均衡技术实现

基于LVS的Linux负载均衡技术实现—— 基本NAT和DR结构的LVS集群构建

面是第一个实际的LVS配置的例子，整个的结构是基于NAT操作。在该例子中的结构比较简单：

LVS3.PNG (7.39 KB) 2008-7-28 23:57

上面的例子中，我暂时没有添加备份LVS Router，而只是通过一个主LVS Router来充当调度器。
配置步骤如下：
首先配置网络参数：
在LVS Router上的基本参数：
[root@localhost ~]# ifconfig | grep inet
? ?? ?? ? inet addr:192.168.1.10??Bcast:192.168.1.255??Mask:255.255.255.0
? ?? ?? ? inet6 addr: fe80::20c:29ff:fe08:a162/64 Scope:Link
? ?? ?? ? inet addr:10.0.0.10??Bcast:10.0.255.255??Mask:255.255.0.0
? ?? ?? ? inet6 addr: fe80::20c:29ff:fe08:a16c/64 Scope:Link
[root@localhost ~]# sysctl -a | grep ip_forward
net.ipv4.ip_forward = 1
[root@localhost ~]# sysctl –p

在Real Server上的基本参数：
第一台：
[root@localhost ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
# Advanced Micro Devices [AMD] 79c970 [PCnet32 LANCE]
DEVICE=eth0
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=static
HWADDR=00:0c:29:b2:60:a5
IPADDR=10.0.0.100
NETMASK=255.255.0.0
GATEWAY=10.0.0.254
第二台：
[root@localhost ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
# Advanced Micro Devices [AMD] 79c970 [PCnet32 LANCE]
DEVICE=eth0
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=static
HWADDR=00:0c:29:b2:60:a5
IPADDR=10.0.0.200
NETMASK=255.255.0.0
GATEWAY=10.0.0.254

然后在LVS Router上安装piranha工具：
[root@localhost ~]# rpm -ihv ipvsadm-1.24.8.1.i386.rpm
[root@localhost ~]# rpm -ihv piranha-0.8.4-7.el5.i386.rpm
完成之后为piranha-gui设置密码并启动服务：
[root@localhost ~]# /usr/sbin/piranha-passwd
New Password:
Verify:
Updating password for user piranha

[root@localhost ~]# service piranha-gui restart
Shutting down piranha-gui: [??OK??]
Starting piranha-gui: [??OK??]
[root@localhost ~]# chkconfig piranha-gui on

完成之后进入图形界面并在浏览器中输入：http://localhost:3636，输入用户名：piranha和刚才定义的密码，即可进入piranha configuration tool的配置界面：
在该界面中第一个要设置的地方是CONTROL/MONITORING，在该界面中将MONITOR中的选项：
Auto update勾选上，Update Interval将自动定义为10s，在服务没有启动之前LVS ROUTING TABLE和LVS PROCESS都不可见。完成之后选择Update information now。

在该界面的第二个要设置的地方是GLOBAL SETTINGS，在该界面中：
Primary server public IP：192.168.1.10? ?? ?? ?? ?? ? （真实外部地址）
Primary server private IP：10.0.0.10? ?? ?? ?? ?? ?? ? （真实内部地址）
Use network type：? ?? ?? ? NAT? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???（LVS方式）
NAT Router IP：? ?? ?? ?? ?? ?10.0.0.254? ?? ?? ?? ?? ???（内部浮动IP）
NAT Router MASK：? ?? ?? ? 255.255.0.0? ?? ?? ?? ?? ?（内部浮动掩码）
NAT Router Device：? ?? ?? ? eth1:1? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（运行浮动IP的设备）
选择接受配置
? ?? ???
在该界面的第三个要设置的地方是REDUNDANCY，在该界面中：
由于没有在这个结构中加入冗余配置，所以可以将其DISABLE掉或者将其设置为ENABLE但是保持配置为空。在该例子中我的配置为空：
Redundant server public IP：? ?? ?? ?? ?? ? 0.0.0.0
Redundant server private IP：
Heartbeat Interval （seconds）：? ?? ?? ? 6
Assume dead after （seconds）：? ?? ?? ?18
Heartbeat runs on port：? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?539
Monitor NIC links for failure：? ?? ?? ?? ?? ?不勾选
选择接受配置

在该界面的第四个要设置的地方是VIRTUAL SERVERS：
每一个Virtual Servers代表所提供的一种服务，由于目前只有一种服务HTTP，所以选择ADD在提示中输入下面的信息：
Name：? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? HTTP
Application port：? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???80
Protocal：? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?TCP
Virtual Server Address：? ?? ?? ?? ?? ???192.168.1.250
Virtual IP Network Mask：? ?? ?? ?? ?? ?255.255.255.0
Firewall Mark：? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?
Device：? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???eth0:1
Re-entry Time：? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? 15
Service Timeout：? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???6
Quiesce：? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? No
Load Monitor Tool：? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?none
Scheduling：? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?Weighted least-connections? 加权最小连接法（默认）??? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?--
Persistence：? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???
Persistence Network Mask：? ?? ?? ?? ? Unused
选择接受，并开启服务

在该界面的第五个要设置的地方是REAL SERVERS：
Name：? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? localhost.localdomain
Address：? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?10.0.0.100
Weighted：? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? 1
Name：? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?localhost.localdomain
Address：? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?10.0.0.200
Weighted：? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? 1
选择接受，并开启服务

在该界面的第六个要设置的地方是MONITORING SCRIPTS，保持默认即可

完成之后确认所有的配置都已经保存，这个LVS基本上就配置完成。最后的工作是在LVS的Router上启动主服务：
# service pulse start
# chkconfig pulse on
这个时候可以看到eth0:1和eth1:1已经自动建立：
[root@localhost ~]# ifconfig
eth0:1? ? Link encap:Ethernet??HWaddr 00:0C:29:08:A1:62??
? ?? ?? ? inet addr:192.168.1.250??Bcast:192.168.1.255??Mask:255.255.255.0
? ?? ?? ? UP BROADCAST RUNNING MULTICAST??MTU:1500??Metric:1
eth1:1? ? Link encap:Ethernet??HWaddr 00:0C:29:08:A1:6C??
? ?? ?? ? inet addr:10.0.0.254??Bcast:10.0.255.255??Mask:255.255.0.0
? ?? ?? ? UP BROADCAST RUNNING MULTICAST??MTU:1500??Metric:1
? ?? ?? ? Interrupt:19 Base address:0x2080
并且相关服务也开启了：
[root@localhost ~]# service ipvsadm status
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddressort Scheduler Flags
??-> RemoteAddressort? ?? ?? ???Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP??192.168.1.250:80 wlc
??-> 10.0.0.200:80? ?? ?? ?? ?? ? Masq? ? 1? ?? ?0? ?? ?? ? 0? ?? ?? ?
??-> 10.0.0.100:80? ?? ?? ?? ?? ? Masq? ? 1? ?? ?0? ?? ?? ? 15? ?? ???
[root@localhost ~]# ps -ef | grep nanny
root? ?? ?3614??3596??0 23:09 ?? ?? ???00:00:03 /usr/sbin/nanny -c -h 10.0.0.100 -p 80 -s GET /
HTTP/1.0\r\n\r\n -x HTTP -a 15 -I /sbin/ipvsadm -t 6 -w 1 -V 192.168.1.250 -M m -U none --lvs
root? ?? ?3615??3596??0 23:09 ?? ?? ???00:00:03 /usr/sbin/nanny -c -h 10.0.0.200 -p 80 -s GET /
HTTP/1.0\r\n\r\n -x HTTP -a 15 -I /sbin/ipvsadm -t 6 -w 1 -V 192.168.1.250 -M m -U none --lvs
root? ?? ?4078??3632??0 23:56 pts/1? ? 00:00:00 grep nanny

同时开启两台真实服务器上的http服务，并在两台主机上的服务目录中分别建立同样的测试页面。
# chkconfig httpd on
# service httpd start

现在通过在客户端上访问LVS服务器进行测试：http://192.168.1.250，可以看到real server给出了页面。

这个时候piranha configuration tool界面刷新之后看到的当前ROUTER TABLE信息已经发生了改变：
CURRENT LVS ROUTING TABLE
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddressort Scheduler Flags
-> RemoteAddressort Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.1.250:80 wlc
-> 10.0.0.200:80 Masq 1 0 0
-> 10.0.0.100:80 Masq 1 0 0
而在当前LVS进程列表中也出现了内容：
CURRENT LVS PROCESSES
root 3678 0.0 0.1 1880 332 ? Ss 22:09 0:00 pulse
root 3702 0.0 0.2 1872 596 ? Ss 22:10 0:00 /usr/sbin/lvsd --nofork -c /etc/sysconfig/ha/lvs.cf
root 3720 0.0 0.2 1852 628 ? Ss 22:10 0:00 /usr/sbin/nanny -c -h 10.0.0.100 -p 80 -s GET / HTTP/1.0\r\n\r\n
-x HTTP -a 15 -I /sbin/ipvsadm -t 6 -w 1 -V 192.168.1.250 -M m -U none --lvs
root 3721 0.0 0.2 1852 628 ? Ss 22:10 0:00 /usr/sbin/nanny -c -h 10.0.0.200 -p 80 -s GET / HTTP/1.0\r\n\r\n
-x HTTP -a 15 -I /sbin/ipvsadm -t 6 -w 1 -V 192.168.1.250 -M m -U none --lvs

而在数次刷新页面之后就可以看到CURRENT LVS ROUTING TABLE的内容有所更新：
[root@localhost Desktop]# cat lvs
CURRENT LVS ROUTING TABLE
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddressort Scheduler Flags
-> RemoteAddressort Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.1.250:80 wlc
-> 10.0.0.200:80 Masq 1 0 7
-> 10.0.0.100:80 Masq 1 0 6

也就是说访问量被平均分配到了两台主机上，如果我们找另外一个客户端做简单的压力测试：
命令：#　ab -c 1000 -n 100000 http://192.168.1.250/index.html
获得的LVS ROUTING TABLE如下：
[root@localhost ~]# cat Desktop/lvs
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddressort Scheduler Flags
-> RemoteAddressort Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.1.250:80 wlc
-> 10.0.0.200:80 Masq 1 0 317
-> 10.0.0.100:80 Masq 1 0 1007

由于采用的是加权最小连接算法，所以负载不可能均分到两台服务器上。
此时配置文件的内容：
[root@localhost ~]# cat /etc/sysconfig/ha/lvs.cf
serial_no = 67
primary = 192.168.1.10
primary_private = 10.0.0.10
service = lvs
backup_active = 1
backup = 0.0.0.0
heartbeat = 1
heartbeat_port = 539
keepalive = 6
deadtime = 18
network = nat
nat_router = 10.0.0.254 eth1:1
nat_nmask = 255.255.0.0
debug_level = NONE
monitor_links = 0
virtual HTTP {
? ???active = 1
? ???address = 192.168.1.250 eth0:1
? ???vip_nmask = 255.255.255.0
? ???port = 80
? ???send = "GET / HTTP/1.0\r\n\r\n"
? ???expect = "HTTP"
? ???use_regex = 0
? ???load_monitor = none
? ???scheduler = wlc
? ???protocol = tcp
? ???timeout = 6
? ???reentry = 15
? ???quiesce_server = 0
? ???server localhost.localdomain {
? ?? ?? ?address = 10.0.0.100
? ?? ?? ?active = 1
? ?? ?? ?weight = 1
? ???}
? ???server localhost.localdomain {
? ?? ?? ?address = 10.0.0.200
? ?? ?? ?active = 1
? ?? ?? ?weight = 1
? ???}
}
实验到此成功。