LVS负载均衡--NAT模式

群集应用概述

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

群集分类

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）

以提高应用系统的影响能力、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）

以提高应用系统的可靠性、尽可能地减少终端时间为目标，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方式

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

以提高应用系统的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
高性能运算群集的高性能依赖于“分布式运算”、“并行运算”，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

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模型
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(DR模式)

NAT模式—地址转换（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的服务器节点的网关，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

关于LVS虚拟服务器
Linux Virtual Server

针对Linux内核的负载均衡方案

LVS的负载调度算法

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

加权轮询（Weighted Round Robin）

根据真实服务器的处理能力轮流分配收到的访问请求，调度器可以自动查询各节点的负载情况，并动态调整其权重
保证处理能力强的服务器承担更多的访问流量

LVS的负载调度算法

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

加权最少连接（Weighted Least Connections）

在服务器节点的性能差异较大的情况下，可以为真实服务器自动调整权重

权重较高的节点将承担更大比例的活动连接负载

实验环境说明：
1.服务器为LVS，调度两台WEB服务器
2.WEB服务器1，安装apache服务
3.WEB服务器2，安装apache服务
4.服务器作为提供存储空间，实现NFS共享存储功能
5.客服机，作为测试LVS的轮询查询特点

角色	IP
1.LVS	ens33:192.168.100.1 ens36:12.0.0.1
2.WEB1	192.168.100.10
3.WEB2	192.168.100.20
4.NFS	192.168.100.100

一.配置NFS服务

查看是否安装rpcbind 和 nfs-utils软件包

rpm -q nfs-utils
rpm -q rpcbind


没有安装则用
yum install nfs-utils rpcbind -y

mkdir /opt/kgc
mkdir /opt/accp

配置NFS共享存储空间

vim /etc/exports
/opt/kgc	192.168.100.0/24(rw,sync,no_root_squash)
/opt/accp	192.168.100.0/24(rw,sync,no_root_squash)

开启NFS功能，关闭防火墙

systemctl start nfs
systemctl start rpcbind
systemctl stop firewalld.service 

//查看共享空间
showmount -e
Export list for nfs:
/opt/accp 192.168.100.0/24
/opt/kgc  192.168.100.0/24

二.配置两台Apache服务

kgcWEB服务配置

yum install httpd -y

//修改kgcWEB服务监听地址
vim /etc/httpd/conf/httpd.conf
Listen:192.168.100.10:80

//创建首页内容
vim /var/www/html/index.html
<h1>this is kgc web</h1>

//挂载NFS共享存储空间
kgcWEB
vim /etc/exports
192.168.100.100:/opt/kgc	/var/www/html	nfs	defaults,_netdev 0 0
mount -a

accpWEB服务配置

yum install httpd -y

//修改accpWEB服务监听地址
vim /etc/httpd/conf/httpd.conf
Listen:192.168.100.20:80

//创建首页内容
vim /var/www/html/index.html
<h1>this is accp web</h1>

//挂载NFS共享存储空间
accpWEB
vim /etc/exports
192.168.100.100:/opt/accp	/var/www/html	nfs	defaults,_netdev 0 0
mount -a

关闭两台服务器的防火墙

三.配置LVS服务

安装ipvsadm服务

yum install ipvsadm -y

作为网关，需要开启路由转发功能

//开启路由转发功能
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward=1
systemctl -p

添加iptables规则，设置地址映射

iptables -F
iptables -t nat -F
iptables -t nat -A POSTROUTING -o ens36 -s 192.168.100.0/24 -j SNAT --to-source 12.0.0.1

加载LVS内核模块

modprobe ip_vs

开启 ipvsadm

ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm

开启LVS服务

systemctl start ipvsadm.service

编写LVS规则脚本

vim /opt/nat.sh
#!/bin/bash
ipvsadm -C                //初始化
ipvsadm -A -t 12.0.0.1:80 -s rr
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.100.10 -m   //调度服务器
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.100.20 -m  //调度服务器
ipvsadm