LVS是什么及作用?


LVS的概念和重要性

LVS:

概念:是Linux Virtual Server的簡寫,意即Linux虛擬服務器,是一個虛擬的服務器集群系統

作用:舉例

  像有三個小區,但是工作的時間和休息的時間不一樣,第一個是白天工作,一個是晚上工作,一個是比較散時間,

  如果沒有負載均衡lvs的話,那么這三個小區,都是只是能用自己的那台服務器,

僅僅的用一台服務器的帶寬1M,這樣的話,三個小區就會總會有一段時間會沒有人用,而其他的小區又只能限制在一台上

(圖示:大圈代表小區集體,小圈代表服務器,1M代表一兆的帶寬)

 

 

使用lvs之后的形式圖示

大圈:人群

中間小圈:負載均衡服務器

右邊小圈:服務器realserver

 

這樣就會均衡不同時段的可以使用的服務器的數量

 

 

一.LVS是什么?

LVS的英文全稱是Linux Virtual Server,即Linux虛擬服務器。

它是我們國家的章文嵩博士的一個開源項目。在linux內存2.6中,它已經成為內核的一部分,在此之前的內核版本則需要重新編譯內核。

 

二.LVS能干什么?

LVS主要用於多服務器的負載均衡。它工作在網絡層,可以實現高性能,高可用的服務器集群技術。

它廉價,可把許多低性能的服務器組合在一起形成一個超級服務器。

它易用,配置非常簡單,且有多種負載均衡的方法。它穩定可靠,即使在集群的服務器中某台服務器無法正常工作,也不影響整體效果。

另外可擴展性也非常好。

 

三.工作原理

 

 

 

 1.Load Balancer:這是LVS的核心部分,它好比我們網站MVC模型的Controller。

它負責將客戶的請求按照一定的算法分發到下一層不同的服務器進行處理,自己本身不做具體業務的處理。

另外該層還可用監控下一層的狀態,如果下一層的某台服務器不能正常工作了,它會自動把其剔除,恢復后又可用加上。

該層由一台或者幾台Director Server組成。

 

Server Array:該層負責具體業務。

可有WEB Server、mail Server、FTP Server、DNS Server等組成。

注意,其實上層的Director Server也可以當Real server用的。

 

Shared Storage:主要是提高上一層數據和為上一層保持數據一致。

 

四.負載均衡機制

前面我們說了LVS是工作在網絡層。相對於其它負載均衡的解決辦法,比如DNS域名輪流解析、應用層負載的調度、客戶端的調度等,它的效率是非常高的。LVS的通過控制IP來實現負載均衡。IPVS是其具體的實現模塊。IPVS的主要作用:安裝在Director Server上面,在Director Server虛擬一個對外訪問的IP(VIP)。用戶訪問VIP,到達Director Server,Director Server根據一定的規則選擇一個Real Server,處理完成后然后返回給客戶端數據。這些步驟產生了一些具體的問題,比如如何選擇具體的Real Server,Real Server如果返回給客戶端數據等等。IPVS為此有三種機制:

 

1.VS/NAT(Virtual Server via Network Address Translation),

即網絡地址翻轉技術實現虛擬服務器。當請求來到時,Diretor server上處理的程序將數據報文中的目標地址(即虛擬IP地址)改成具體的某台Real Server,端口也改成Real Server的端口,然后把報文發給Real Server。

Real Server處理完數據后,需要返回給Diretor Server,然后Diretor server將數據包中的源地址和源端口改成VIP的地址和端口,最后把數據發送出去。

由此可以看出,用戶的請求和返回都要經過Diretor Server,如果數據過多,Diretor Server肯定會不堪重負。

 

2.VS/TUN(Virtual Server via IP Tunneling),即IP隧道技術實現虛擬服務器。

它跟VS/NAT基本一樣,但是Real server是直接返回數據給客戶端,不需要經過Diretor server,這大大降低了Diretor server的壓力。

 

3.VS/DR(Virtual Server via Direct Routing),即用直接路由技術實現虛擬服務器。

跟前面兩種方式,它的報文轉發方法有所不同,VS/DR通過改寫請求報文的MAC地址,

將請求發送到Real Server,而Real Server將響應直接返回給客戶,免去了VS/TUN中的IP隧道開銷。

這種方式是三種負載調度機制中性能最高最好的,但是必須要求Director Server與Real Server都有一塊網卡連在同一物理網段上。


五.負載調度算法
  前面我們都知道Director Server要選擇不同的Real server,那么它具體的如果選擇Real Server以達到負載均衡的呢,

IPVS實現了八種調度方法,具體算法可以查看官網或者百度,這里就不一一列出了。官網:www.linuxvirtualserver.org。

 

六、具體配置操作

首先我們這里有三台機子,IP分別是192.168.132.30(Diretor server),192.168.132.64(Real server 1),

192.168.132.68(real server 2)。在real server 1和2上面,已經配置好了web服務,

並且我們假設還有一個對外訪問的虛擬IP是192.168.132.254(VIP)。另外在Diretor server上面已經安裝好了ipvsadm。
下面我們VS/DR介紹詳細的配置過程。
Diretor server上面的配置:

 

Diretor server上面的配置:

//首先在Director Server上綁定一個虛擬IP(也叫VIP),此IP用於對外提供服務:
Ifconfig eth0:0 192.168.132.254 broadcast 192.168.132.254 netmask 255.255.255.255 up
 
//給設備eth0:0指定一條路由
route add -host 192.168.132.254 dev eth0:0
 
//啟用系統的包轉發功能
echo "1">/proc/sys/net/ipv4/ip_forward
 
//清楚ipvsadm以前的設置
ipvsadm -C
//添加一個新的虛擬IP記錄192.168.132.254,其持續服務之間是120秒
 
ipvsadm -A -t 192.168.132.254:80 -s rr -p 120
 
//在新增的虛擬IP記錄中新增兩天real server記錄,-g即為使用VS/DR模式
ipvsadm -a -t 192.168.132.254:80 -r 192.168.132.64:80 -g
 
ipvsadm -a -t 192.168.132.254:80 -r 192.168.132.68:80 -g
 
//啟用LVS服務
ipvsadm
 

兩台real server上的配置:

/*在回環設備上綁定了一個虛擬IP地址,並設定其子網掩碼為255.255.255.255,與Director Server上的虛擬IP保持互通*/
ifconfig lo:0 192.168.132.254 broadcast 192.168.132.254 netmask 255.255.255.255 up
route add -host 192.168.132.254 dev lo:0
//禁用本機的ARP請求echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

之后在其他客戶端機子上面,訪問http://192.168.132.254/,則可以看到結果了。

最后我把這個寫出了SHELL腳本,可以下載使用。   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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