负载均衡1-优快云博客

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集群——负载均衡集群

- 集群（CLUSTER）概念
- 集群就是一组计算机，它们作为一个整体向用户提供一组网络资源
- 集群核心：任务调度
- 集群目的
- 提高性能：如计算密集型应用
- 降低成本：相对超级计算机价格低廉
- 提高可扩展性：只要增加集群节点即可
- 增强可靠性：多个节点完成相同功能，有效避免单点
- 集群分类
- HA：高可用集群（High Availability Cluster）
- LBC：负载均衡集群/负载均衡系统（Load Balance Cluster）
- HPC：
- 科学计算集群（High Performance Computing Cluster）
- 高性能计算集群（High Performance Computing）

#### 一、LVS-NAT配置

> LVS：Linux Virtual Server，Linux虚拟服务器或者称为"调度服务器"
>
> Real Server：提供服务的服务器，称为真实服务器
>
> VIP：虚拟地址，提供给用户访问的地址
>
> DIP：指定地址，LVS服务器上与真实服务器通信的地址
>
> RIP：真实地址，真实服务器的地址
>
> - 常用的4种调度算法：
> - 轮询rr：Real Server轮流提供服务
> - 加权轮询wrr：根据服务器性能设置权重，权重大的得到的请求更多
> - 最少连接lc：根据Real Server的连接数分配请求
> - 加权最少连接wlc：类似于wrr，根据权重分配请求

##### 实验环境准备

##### 网络环境配置：

```shell
pubserver(双网卡)：
   eth0->192.168.88.240
   eth1->192.168.99.240
client：
   eth0->192.168.88.10，网关192.168.88.5
lvs1(双网卡):
   eth0 -> 192.168.88.5；
   eth1->192.168.99.5
web1：
   eth1->192.168.99.100；网关192.168.99.5
web2：
   eth1->192.168.99.200；网关192.168.99.5

# 显示与设置路由信息
route -n
# 测试LVS-NAT拓扑网络通信情况，在lvs主机操作
cat /proc/sys/net/ipv4/ip_forward #检查lvs1主机是否开启路由转发
# 如果得到1则无需调整，如果得到0则执行下一步临时开启路由转发功能
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

#cleint(88.10)可以ping通web1(99.100)和web2(99.200)
ping -c 2 192.168.99.100
```

##### 配置Ansible

```shell
## 编写ansible配置文件和主机清单列表文件
vim ansible.cfg inventory
# 配置ansible.cfg
[defaults]
inventory = inventory
host_key_checking = false
module_name = shell

# 配置inventory
[clients]
client ansible_ssh_host=192.168.88.10

[webservers]
web1 ansible_ssh_host=192.168.99.100
web2 ansible_ssh_host=192.168.99.200

[lbs]
lvs1 ansible_ssh_host=192.168.88.5

[all:vars]
ansible_ssh_port=22
ansible_ssh_user=root
ansible_ssh_pass=a

# 测试ansible配置
ansible all -m ping
# 更改所有主机组主机名
ansible all -a "hostnamectl set-hostname {{inventory_hostname}}"
```

##### 配置网络Yum并测试NAT模式

```shell
## 配置ftp网络Yum
# 在/root/ansible/files下创建88网段和99网段的repo文件
vim ftpYum_88.repo
cp files/ftpYum_88.repo files/ftpYum_99.repo
sed -ri '/88/s/88/99/' files/ftpYum_99.repo
---------------------------------------------------------------------
## 配置LVS-NAT模式
# 同步yum源文件vim config_Yum_NAT.yml
- name: config yum
hosts: all
tasks:
- name: rm dir #删除/etc/yum.repos.d/目录
file:
path: /etc/yum.repos.d/
state: absent
- name: create dir #创建/etc/yum.repos.d/目录
file:
path: /etc/yum.repos.d/
mode: '0755'
state: directory

- name: upload 88 yum
hosts: clients,lbs
tasks:
- name: copy repo #发送88网段的repo文件到目标主机
copy:
src: files/local88.repo
dest: /etc/yum.repos.d/

- name: upload 99 yum
hosts: webservers
tasks:
- name: copy repo #发送99网段的repo文件到目标主机
copy:
src: files/local99.repo
dest: /etc/yum.repos.d/

# 配置web服务器组
# 修改主页内容vim files/index.html.j2
Welcome to {{ ansible_hostname }}
# 修改web设置vim config_web.yml
- name: config web
hosts: webservers
tasks:
- name: install nginx #安装nginx
yum:
name: nginx
state: present
- name: copy index #发送index.html.j2生成index.html文件
template:
src: files/index.html.j2
dest: /usr/share/nginx/html/index.html
- name: start nginx #启动nginx服务
service:
name: nginx
state: started
enabled: true

# 配置lvs服务器
# 修改内核参数vim config_lvs.yml
- name: config sysctl
hosts: lbs
tasks:
- name: modify kernel args #持久开启Linux路由转发功能
sysctl:
name: net.ipv4.ip_forward
value: '1'
sysctl_set: true
sysctl_file: /etc/sysctl.conf
notify: flush args
handlers:
- name: flush args #刷新sysctl.conf文件
shell: "sysctl -p" #生效
# 在lvs主机上安装lpvsadm包vim install_lvs.yml
- name: install lvs
hosts: lbs
tasks:
- name: install soft #安装ipvsadm软件
yum:
name: ipvsadm
state: present
```

##### 配置LVS-NAT模式规则

```shell
# ipvsadm命令常用选项
-A: 添加虚拟服务器
-E: 编辑虚拟服务器
-D: 删除虚拟服务器
-C: 删除所有虚拟服务器
-t: 添加tcp服务器
-u: 添加udp服务器
-s: 指定调度算法。如轮询rr/加权轮询wrr/最少连接lc/加权最少连接wlc
-a: 向添加的虚拟服务器中加入真实服务器
-r: 指定真实服务器
-w: 设置权重
-m: 指定工作模式为NAT
-g: 指定工作模式为DR
-n: 显示具体IP地址
-L: 显示内核中的虚拟服务规则
原文链接：https://www.linuxcool.com/ipvsadm
# 配置LVS-NAT模式规则，在lvs机组下操作
ipvsadm -A -t 192.168.88.5:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.88.5:80 -r 192.168.99.100:80 -w 1 -m
ipvsadm -a -t 192.168.88.5:80 -r 192.168.99.200:80 -w 2 -m
ipvsadm -Ln

# 调整LVS-NAT规则
ipvsadm -E -t 192.168.88.5:80 -s wrr

# 访问测试，必须使用LVS集群之外的主机作为客户端
for i in {1..6}
do
curl http://192.168.88.5
done
```

#### 二、LVS-DR模式

##### 实验环境准备

##### 网络环境配置：

```
client1：
   eth0-> 192.168.88.10
lvs1：
   eth0->192.168.88.5
web1：
   eth0->192.168.88.100
web2：
   eth0->192.168.88.200
```

##### 配置Ansible

```shell
# 调整主机清单文件，将webservers主机组内主机IP地址改为88段
# 配置inventory
[clients]
client ansible_ssh_host=192.168.88.10

[webservers]
web1 ansible_ssh_host=192.168.88.100
web2 ansible_ssh_host=192.168.88.200

[lbs]
lvs1 ansible_ssh_host=192.168.88.5

[all:vars]
ansible_ssh_port=22
ansible_ssh_user=root
ansible_ssh_pass=a
```

##### 配置网络Yum并测试DR模式

>lvs的eth0上子接口:0配置vip
>web的lo上配置vip
>web服务器修改内核参数(使webservers组屏蔽交换机发送88.15的广播)
>lvs配置规则

```shell
## 配置DR模式
# 调度器配置虚拟接口IP地址，在物理网卡接口eth:0
# 真实服务器虚拟接口IP地址，在本地回环接口lo
# 配置各主机yum源config_yum_DR.yml
- name: config yum
hosts: all
tasks:
- name: rm dir #删除目录
file:
path: /etc/yum.repos.d/
state: absent

- name: create dir #创建目录
file:
path: /etc/yum.repos.d/
state: directory
mode: '0755'

- name: copy repo #发送repo文件
copy:
src: files/local88.repo
dest: /etc/yum.repos.d/

# 配置webservers主机内主机web服务
ansible-playbook config_web.yml
--------------------------------------------------------------------
# 配置虚拟IP地址(VIP) config_vip.yml
- name: install soft
hosts: lbs,webservers
tasks:
- name: install network-scripts
yum:
name: network-scripts
state: present

#配置lvs1主机eth0网卡虚拟接口IP地址
- name: config lvs vip
hosts: lbs
tasks:
- name: config file
copy:
content: |
TYPE=Ethernet
DEVICE=eth0:0
NAME=eth0:0
IPADDR=192.168.88.15
PREFIX=24
BROADCAST=192.168.88.255
ONBOOT=yes
dest: /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0:0
notify: active vip
handlers:
- name: active vip
shell: ifup eth0:0

#配置webservers主机lo虚拟接口IP地址
- name: config web vip
hosts: webservers
tasks:
- name: config file
copy:
content: |
DEVICE=lo:0
NAME=lo:0
IPADDR=192.168.88.15
PREFIX=32
NETWORK=192.168.88.15
BROADCAST=192.168.88.15
ONBOOT=yes
dest: /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
notify: active vip
handlers:
- name: active vip
shell: ifup lo:0

# 修改web服务器的内核参数 config_sysctl.yml
- name: config kernel args
hosts: webservers
tasks:
- name: modify kernel args
blockinfile:
path: /etc/sysctl.conf
block: |
net.ipv4.conf.all.arp_ignore=1
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore=1
net.ipv4.conf.all.arp_announce=2
net.ipv4.conf.lo.arp_announce=2
notify: flush args
handlers:
- name: flush args
shell: "sysctl -p"

#- name: config kernel args
# hosts: webservers
# tasks:
# - name: config arp_ignore #配置忽略arp广播
# sysctl:
# name: "{{ item }}"
# value: "1"
# sysctl_set: true
# sysctl_file: /etc/sysctl.conf
# loop:
# - net.ipv4.conf.all.arp_ignore
# - net.ipv4.conf.lo.arp_ignore
# notify: flush args
# - name: config arp_announce #配置禁止arp宣告
# sysctl:
# name: "{{ item }}"
# value: "2"
# sysctl_set: true
# sysctl_file: /etc/sysctl.conf
# loop:
# - net.ipv4.conf.all.arp_announce
# - net.ipv4.conf.lo.arp_announce
# notify: flush args
# handlers:
# - name: flush args #刷新sysctl.conf文件配置
# shell: "sysctl -p"
```

##### 配置LVS-DR模式规则

```shell
# 配置LVS-DR模式规则，在lvs机组下操作
ipvsadm -Ln
ipvsadm -A -t 192.168.88.15:80 -s wrr
ipvsadm -a -t 192.168.88.15:80 -r 192.168.88.100:80 -w 1 -g
ipvsadm -a -t 192.168.88.15:80 -r 192.168.88.200:80 -w 2 -g

# 在client客户端下访问测试，必须使用LVS集群之外的主机作为客户端
for i in {1..6}
do
curl http://192.168.88.15
done
```