负载均衡（LVS）三种工作模式

最新推荐文章于 2025-03-27 17:31:35 发布
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版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/lj_11111/article/details/80766793
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本文详细介绍了LVS（Linux Virtual Server）的三种工作模式：NAT、DR和TUN，以及fullnat模式。每种模式的原理、优缺点和配置步骤均有阐述，特别强调了DR模式要求调度器与真实服务器在同一网段，而NAT和TUN模式则能处理更大的请求量。此外，文章还提到了高可用性解决方案Keepalived和LVS调度算法，如轮叫、最少连接等。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

一、LVS概述

LVS是Linux内核的一部分，因此性能较高
Linux虚拟服务器（即分发器或调度器）： 不真正提供服务，但接受客户的访问，为整个集群提供一个唯一的入口
虚拟服务器和真实服务器（Real Server）通信

真实服务器（Real Server）： 真正提供服务，集群中每个Real Server可以是物理机，也可以是虚拟机

VS/NAT： 网络地址转换模式， 进站/出站的数据流量经过分发器

VS/DR： 直接路由模式，只有进站的数据流量经过分发器
调度器和真实服务器必须在同一网段

VS/TUN： 隧道模式，只有进站的数据流量经过分发器

LVS调度算法
调度算法用于决定LVS如何选择后端的RealServer

  1. 轮叫调度（Round Robin）(简称rr)
    调度器通过“轮叫”调度算法将外部请求按顺序轮流分配到集群中的真实服务器上，它均等地对待每一台服务器，而不管服务器上实际的连接数和系统负载。

  2. 加权轮叫（Weighted Round Robin）（简称wrr)
    调度器通过“加权轮叫”调度算法根据真实服务器的不同处理能力来调度访问请求。这样可以保证处理能力强的服务器能处理更多的访问流量。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况，并动态地调整其权值。

  3. 最少链接（Least Connections）(LC)
    调度器通过“最少连接”调度算法动态地将网络请求调度到已建立的链接数最少的服务器上。如果集群系统的真实服务器具有相近的系统性能，采用 “最小连接” 调度算法可以较好地均衡负载。

4.加权最少链接（Weighted Least Connections）(WLC)
在集群系统中的服务器性能差异较大的情况下，调度器采用“加权最少链接”调度算 法 优化负载均衡性能，具有较高权值的服务器将承受较大比例的活动连接负
载。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况，并动态地调整其权值。

  1. 基于局部性的最少链接（Locality-Based Least Connections）(LBLC)
    “基于局部性的最少链接”调度算法是针对目标IP地址的负载均衡，目前主要用于Cache集群系统。该算法根据请求的目标IP地址找出该目标IP地址最近使用的
    服务器，若该服务器是可用的且没有超载，将请求发送到该服务器；若服务器不存在，或者该服务器超载且有服务器处于一半的工作负载，则用“最少链接”
    的原则选出一个可用的服务器，将请求发送到该服务器。

  2. 带复制的基于局部性最少链接（Locality-Based Least Connections with Replication）(LBLCR)
    “带复制的基于局部性最少链接”调度算法也是针对目标IP地址的负载均衡，目前主要用于Cache集群系统。它与LBLC算法的不同之处是它要维护从一个目标
    IP地址到一组服务器的映射，而LBLC算法维护从一个目标IP地址到一台服务器的映射。该算法根据请求的目标IP地址找出该目标IP地址对应的服务器组，按
    “最小连接”原则从服务器组中选出一台服务器，若服务器没有超载，将请求发送到该服务器；若服务器超载，则按“最小连接”原则从这个集群中选出一台
    服务器，将该服务器加入到服务器组中，将请求发送到该服务器。同时，当该服务器组有一段时间没有被修改，将最忙的服务器从服务器组中删除，以降低复
    制的程度。

  3. 目标地址散列（Destination Hashing）(DH)
    “目标地址散列”调度算法根据请求的目标IP地址，作为散列键（Hash Key）从静态分配的散列表找出对应的服务器，若该服务器是可用的且未超载，将请求发送到该服务器，否则返回空。

  4. 源地址散列（Source Hashing）(SH)
    “源地址散列”调度算法根据请求的源IP地址，作为散列键（Hash Key）从静态分配的散列表找出对应的服务器，若该服务器是可用的且未超载，将请求发送到该服务器，否则返回空。

  5. 最短的期望的延迟（Shortest Expected Delay Scheduling SED）(SED)
    基于wlc算法。这个必须举例来说了
    ABC三台机器分别权重123 ，连接数也分别是123。那么如果使用WLC算法的话一个新请求进入时它可能会分给ABC中的任意一个。使用sed算法后会进行这样一个运算
    A(1+1)/1
    B(1+2)/2
    C(1+3)/3
    根据运算结果，把连接交给C。

10.最少队列调度（Never Queue Scheduling NQ）(NQ)
无需队列。如果有台 realserver的连接数＝0就直接分配过去，不需要在进行sed运算

二、四种工作模式的原理及优缺点

1.NAT模式（VS-NAT）

原理：
就是把客户端发来的数据包的IP头的目的地址，在负载均衡器上换成其中一台RS的IP地址，并发至此RS来处理,RS处理完成后把数据交给经过负载均衡器,负载均衡器再把数据包的原IP地址改为自己的IP，将目的地址改为客户端IP地址即可?期间,无论是进来的流量,还是出去的流量,都必须经过负载均衡器

优点：集群中的物理服务器可以使用任何支持TCP/IP操作系统，只有负载均衡器需要一个合法的IP地址。

缺点：扩展性有限。当服务器节点（普通PC服务器）增长过多时,负载均衡器将成为整个系统的瓶颈，因为所有的请求包和应答包的流向都经过负载均衡器。当服务器节点过多时，大量的数据包都交汇在负载均衡器那，速度就会变慢！

2.IP隧道模式（VS-TUN）

原理：
首先要知道，互联网上的大多Internet服务的请求包很短小，而应答包通常很大。那么隧道模式就是，把客户端发来的数据包，封装一个新的IP头标记(仅目的IP)发给RS,RS收到后,先把数据包的头解开,还原数据包,处理后,直接返回给客户端,不需要再经过负载均衡器?注意,由于RS需要对负载均衡器发过来的数据包进行还原,所以说必须支持IPTUNNEL协议?所以,在RS的内核中,必须编译支持IPTUNNEL这个选项

优点：负载均衡器只负责将请求包分发给后端节点服务器，而RS将应答包直接发给用户。所以，减少了负载均衡器的大量数据流动，负载均衡器不再是系统的瓶颈，就能处理很巨大的请求量，这种方式，一台负载均衡器能够为很多RS进行分发。而且跑在公网上就能进行不同地域的分发。

缺点：隧道模式的RS节点需要合法IP，这种方式需要所有的服务器支持”IP Tunneling”(IP Encapsulation)协议，服务器可能只局限在部分Linux系统上。

3.直接路由模式（VS-DR）

原理：
负载均衡器和RS都使用同一个IP对外服务?但只有DR对ARP请求进行响应,所有RS对本身这个IP的ARP请求保持静默?也就是说,网关会把对这个服务IP的请求全部定向给DR,而DR收到数据包后根据调度算法,找出对应的RS,把目的MAC地址改为RS的MAC（因为IP一致）并将请求分发给这台RS?这时RS收到这个数据包,处理完成之后，由于IP一致，可以直接将数据返给客户，则等于直接从客户端收到这个数据包无异,处理后直接返回给客户端?由于负载均衡器要对二层包头进行改换,所以负载均衡器和RS之间必须在一个广播域,也可以简单的理解为在同一台交换机上

优点：和TUN（隧道模式）一样，负载均衡器也只是分发请求，应答包通过单独的路由方法返回给客户端。与VS-TUN相比，VS-DR这种实现方式不需要隧道结构，因此可以使用大多数操作系统做为物理服务器。

缺点：（不能说缺点，只能说是不足）要求负载均衡器的网卡必须与物理网卡在一个物理段上。

4.FULLNAT模式
FULLNAT模式可以解决lvs和rs跨vlan的问题，从此lvs和rs不再存在vlan上的从属关系，可以作到多个lvs对应多个rs，解决水平扩容的问题。

FULLNAT在NAT模式上做了如下改进：
在DNAT时，源地址从客户端的ip被替换成了lvs内网ip。而内网ip之间，可以通过多个交换机跨vlan通信。当rs返回经过处理的数据包时，会将这个数据包返回到lvs的内网ip上，此时lvs进行源地址转换（SNAT），把数据包的目的地址从lvs内网ip替换为客户端ip。

三、四种模式操作

VS/DR工作模式
1.后端服务器无arptables策略

调度服务器（VS）的配置

# 配置yum源
[rhel-source]
name=Red Hat Enterprise Linux $releasever - $basearch - Source
baseurl=http://172.25.10.250/rhel6.5/
enabled=1
gpgcheck=1
gpgkey=file:///etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-redhat-release

[HighAvailability]
name=Red Hat Enterprise Linux $releasever - $basearch - Source
baseurl=http://172.25.10.250/rhel6.5/HighAvailability
gpgcheck=0

[LoadBalancer]
name=Red Hat Enterprise Linux $releasever - $basearch - Source
baseurl=http://172.25.10.250/rhel6.5/LoadBalancer
gpgcheck=0

[ResilientStorage]
name=Red Hat Enterprise Linux $releasever - $basearch - Source
baseurl=http://172.25.10.250/rhel6.5/ResilientStorage
gpgcheck=0

[ScalableFileSystem]
name=Red Hat Enterprise Linux $releasever - $basearch - Source
baseurl=http://172.25.10.250/rhel6.5/ScalableFileSystem
gpgcheck=0

# 安装ipvsadm
[root@server1 ~]# yum install ipvsadm -y

# 添加虚拟ip（vip）
[root@server1 ~]# ip addr add 172.25.10.100/24 dev eth0
[root@server1 ~]#  ip addr
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 16436 qdisc noqueue state UNKNOWN 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 52:54:00:88:1f:4e brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.25.10.1/24 brd 172.25.10.255 scope global eth0
    inet 172.25.10.100/24 scope global secondary eth0
    inet6 fe80::5054:ff:fe88:1f4e/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

# 定义集群，并设置节点
[root@server1 ~]# ipvsadm -A -t 172.25.10.100:80 -s rr
# 查看策略
[root@server1 ~]# ipvsadm -l
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.25.10.100:http rr
# 添加节点
[root@server1 ~]# ipvsadm -a -t 172.25.10.100:80 -r 172.25.10.2:80 -g
[root@server1 ~]# ipvsadm -a -t 172.25.10.100:80 -r 172.25.10.3:80 -g
[root@server1 ~]# ipvsadm -l   # 查看策略
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.25.10.100:http rr
  -> server2:http                 Route   1      0          0         
  -> server3:http                 Route   1      0          0   
# Forward：路由     Weight：权重   ActiveConn：    InActConn：访问次数

# 保存策略到文件中
[root@server1 ~]# /etc/init.d/ipvsadm save
ipvsadm: Saving IPVS table to /etc/sysconfig/ipvsadm:      [  OK  ]
[root@server1 ~]# /etc/init.d/ipvsadm  restart
ipvsadm: Clearing the current IPVS table:                  [  OK  ]
ipvsadm: Unloading modules:                                [  OK  ]
ipvsadm: Clearing the current IPVS table:                  [  OK  ]
ipvsadm: Applying IPVS configuration:                      [  OK  ]

后端服务器配置
server2

# 添加vip
[root@server2 ~]# ip addr add 172.25.10.100/32 dev eth0
[root@server2 ~]# ip addr
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 16436 qdisc noqueue state UNKNOWN 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 52:54:00:0a:d5:22 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.25.10.2/24 brd 172.25.10.255 scope global eth0
    inet 172.25.10.100/32 scope global eth0
    inet6 fe80::5054:ff:fe0a:d522/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

# 安装http服务，并设置默认发布文件
[root@server2 ~]# /etc/init.d/httpd start
Starting httpd: httpd: Could not reliably determine the server's fully qualified domain name, using 172.25.10.2 for ServerName
                                                           [  OK  ]
[root@server2 ~]# cat /var/www/html/index.html 
<h1>www.westos.org-server2</h1>

server3

# 添加vip
[root@server3 ~]# ip addr add 172.25.10.100/32 dev eth0
[root@server3 ~]# ip addr
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 16436 qdisc noqueue state UNKNOWN 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 52:54:00:2d:32:ee brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.25.10.3/24 brd 172.25.10.255 scope global eth0
    inet 172.25.10.100/32 scope global eth0
    inet6 fe80::5054:ff:fe2d:32ee/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

# 安装http服务，并设置默认发布文件
[root@server3 ~]# /etc/init.d/httpd start
Starting httpd: httpd: Could not reliably determine the server's fully qualified domain name, using 172.25.10.3 for ServerName
                                                           [  OK  ]
[root@server3 ~]# cat /var/www/html/index.html 
<h1>bbs.westos.org</h1>

客户端测试
（MAC地址会变）

[root@foundation10 ~]# curl 172.25.10.100
<h1>www.westos.org-server2</h1>
[root@foundation10 ~]# curl 172.25.10.100
<h1>bbs.westos.org</h1>
[root@foundation10 ~]# curl 172.25.10.100
<h1>www.westos.org-server2</h1>
[root@foundation10 ~]# curl 172.25.10.100
<h1>bbs.westos.org</h1>
[root@foundation10 ~]# curl 172.25.10.100
<h1>www.westos.org-server2</h1>
[root@foundation10 ~]# curl 172.25.10.100
<h1>bbs.westos.org</h1>

# 查询ip的MAC地址
[root@foundation10 ~]# arp -an | grep 100
? (172.25.10.100) at 52:54:00:88:1f:4e [ether] on br0

[root@foundation10 ~]# arp -an
? (172.25.10.3) at 52:54:00:2d:32:ee [ether] on br0
? (192.168.1.1) at e8:ab:f3:d7:6d:95 [ether] on wlp12s0
? (172.25.254.254) at <incomplete> on br0
? (172.25.10.100) at 52:54:00:88:1f:4e [ether] on br0
? (172.25.254.2) at <incomplete> on br0
? (172.25.10.1) at 52:54:00:88:1f:4e [ether] on br0
? (172.25.10.2) at 52:54:00:0a:d5:22 [ether] on br0
? (172.25.10.4) at 52:54:00:d9:d6:39 [ether] on br0
2.后端服务器添加arptables策略

调度服务器（VS）的配置：同1

后端服务器配置
server2
原有配置不变，添加arptables，只识别调度服务器的vip

# 安装arptables_jf.x86_64
[root@server2 ~]# yum install arptables_jf.x86_64 -y
# 添加策略
[root@server2 ~]# arptables -A IN -d 172.25.10.100 -j DROP
[root@server2 ~]# arptables -A OUT -s 172.25.10.100 -j mangle --mangle-ip-s 172.25.10.2
# 保存策略
[root@server2 ~]# /etc/init.d/arptables_jf save
Saving current rules to /etc/sysconfig/arptables:          [  OK  ]
# 查看策略
[root@server2 ~]# arptables -L
Chain IN (policy ACCEPT)
target     source-ip            destination-ip       source-hw          destination-hw     hlen   op         hrd        pro       
DROP       anywhere             172.25.10.100        anywhere           anywhere           any    any        any        any       

Chain OUT (policy ACCEPT)
target     source-ip            destination-ip       source-hw          destination-hw     hlen   op         hrd        pro       
mangle     172.25.10.100        anywhere             anywhere           anywhere           any    any        any        any       --mangle-ip-s server2 

Chain FORWARD (policy ACCEPT)
target     source-ip            destination-ip       source-hw          destination-hw     hlen   op         hrd        pro

server3
原有配置不变，添加arptables，只识别调度服务器的vip

# 安装arptables_jf.x86_64
[root@server3 ~]# yum install arptables_jf.x86_64 -y
# 添加策略
[root@server3 ~]# arptables -A IN -d 172.25.10.100 -j DROP
[root@server3 ~]# arptables -A OUT -s 172.25.10.100 -j mangle --mangle-ip-s 172.25.10.3
# 保存策略
[root@server3 ~]# /etc/init.d/arptables_jf save
Saving current rules to /etc/sysconfig/arptables:          [  OK  ]
# 查看策略
[root@server3 ~]# arptables -L
Chain IN (policy ACCEPT)
target     source-ip            destination-ip       source-hw          destination-hw     hlen   op         hrd        pro       
DROP       anywhere             172.25.10.100        anywhere           anywhere           any    any        any        any       

Chain OUT (policy ACCEPT)
target     source-ip            destination-ip       source-hw          destination-hw     hlen   op         hrd        pro       
mangle     172.25.10.100        anywhere             anywhere           anywhere           any    any        any        any       --mangle-ip-s server3 

Chain FORWARD (policy ACCEPT)
target     source-ip            destination-ip       source-hw          destination-hw     hlen   op         hrd        pro

客户端测试
（MAC地址不变）

[root@foundation10 ~]# curl 172.25.10.100
<h1>www.westos.org-server2</h1>
[root@foundation10 ~]# curl 172.25.10.100
<h1>bbs.westos.org</h1>
[root@foundation10 ~]# curl 172.25.10.100
<h1>www.westos.org-server2</h1>
[root@foundation10 ~]# curl 172.25.10.100
<h1>bbs.westos.org</h1>
[root@foundation10 ~]# curl 172.25.10.100
<h1>www.westos.org-server2</h1>
[root@foundation10 ~]# curl 172.25.10.100
<h1>bbs.westos.org</h1>
[root@foundation10 ~]# curl 172.25.10.100
<h1>www.westos.org-server2</h1>

3.调度服务器添加ldirectord，自动创建集群，并添加节点(只能作用于节点，而不能检测到服务是否出现问题)
目的：

调度服务器配置 （调度服务器之前配置不变）

# 安装 ldirectord
[root@server1 ~]# yum install ldirectord-3.9.5-3.1.x86_64.rpm -y

# 复制配置文件到/etc/ha.d/
[root@server1 ~]# cd /etc/ha.d/
[root@server1 ha.d]# ls
resource.d  shellfuncs
[root@server1 ha.d]# cp /usr/share/doc/ldirectord-3.9.5/ldirectord.cf .
[root@server1 ha.d]# ls
ldirectord.cf  resource.d  shellfuncs
# 修改配置文件
# Sample for an http virtual service
virtual=172.25.10.100:80
    real=172.25.10.2:80 gate
    real=172.25.10.3:80 gate
    fallback=172.25.10.1:80 gate
    service=http
    scheduler=rr
    #persistent=600
    #netmask=255.255.255.255
    protocol=tcp
    checktype=negotiate
    checkport=80
    request="index.html"
#   receive="Test Page"
#   virtualhost=www.x.y.z

# 清除ipvsadm策略
[root@server1 ha.d]# ipvsadm -C
[root@server1 ha.d]# ipvsadm -l
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn

# 开启ldirectord服务，自动创建集群和节点
[root@server1 ha.d]# /etc/init.d/ldirectord start
Starting ldirectord... success
[root@server1 ha.d]# ipvsadm -l
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.6.240:http rr
  -> server2:http                 Route   1      0          0         
  -> server3:http                 Route   1      0          0         

# 开启http服务，编辑配置文件（修改监听端口为80）
[root@server1 ha.d]# vim /etc/httpd/conf/httpd.conf 
[root@server1 ha.d]# /etc/init.d/httpd start
Starting httpd: httpd: Could not reliably determine the server's fully qualified domain name, using 172.25.10.1 for ServerName
                                                           [  OK  ]
[root@server1 ha.d]# netstat -antlp
Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address               Foreign Address             State       PID/Program name   
tcp        0      0 127.0.0.1:80                0.0.0.0:*                   LISTEN      1350/httpd          

# 查看节点ip
[root@server1 ha.d]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.25.10.100:80 rr
  -> 172.25.10.2:80               Route   1      0          0

后端服务器配置 （之前配置不变）
server2

# 修改默认发布文件，方便实验
[root@server2 ~]# cat /var/www/html/index.html
<h1>server2</h1>
[root@server2 ~]# /etc/init.d/httpd restart
Stopping httpd:                                            [  OK  ]
Starting httpd: httpd: Could not reliably determine the server's fully qualified domain name, using 172.25.10.2 for ServerName
                                                           [  OK  ]

server3

# 修改默认发布文件，方便实验
[root@server3 ~]# cat /var/www/html/index.html
<h1>server3</h1>
[root@server3 ~]#  /etc/init.d/httpd restart
Stopping httpd:                                            [  OK  ]
Starting httpd: httpd: Could not reliably determine the server's fully qualified domain name, using 172.25.10.3 for ServerName
                                                           [  OK  ]

客户端测试

[root@foundation10 ~]# curl 172.25.10.100
<h1>server2</h1>
[root@foundation10 ~]# curl 172.25.10.100
<h1>server3</h1>
[root@foundation10 ~]# curl 172.25.10.100
<h1>server2</h1>
[root@foundation10 ~]# curl 172.25.10.100
<h1>server3</h1>
[root@foundation10 ~]# curl 172.25.10.100
<h1>server2</h1>
[root@foundation10 ~]# curl 172.25.10.100
<h1>server3</h1>
当server2或server3其中一个http服务出现问题，或者在维护时，只显示另外一个，当两个都出现问题时，显示调度服务器本身默认发布文件
#后端服务器出现问题
[root@server2 ~]# /etc/init.d/httpd stop
Stopping httpd:                                            [  OK  ]
# 客户端访问
[root@foundation10 ~]# curl 172.25.10.100
<h1>server3</h1>
[root@foundation10 ~]# curl 172.25.10.100
<h1>server3</h1>
[root@foundation10 ~]# curl 172.25.10.100
<h1>server3</h1>
[root@foundation10 ~]#
当ldirectord服务出现问题时，获取不到任何页面
[root@server2 ~]# /etc/init.d/httpd stop
Stopping httpd:                                            [  OK  ]
[root@server3 ~]#  /etc/init.d/httpd stop
Stopping httpd:                                            [  OK  ]


# 调度端
[root@server1 ha.d]# /etc/init.d/ldirectord stop
Stopping ldirectord... success
# 客户端
[root@foundation10 ~]# curl 172.25.10.100
curl: (7) Failed connect to 172.25.10.100:80; Connection refused

高可用（keepalived 双机热备应用）

两个调度器，两个后端服务器
调度器配置

server1

# 关闭ldirectord服务
[root@server1 ha.d]# chkconfig ldirectord off

# 添加虚拟ip
[root@server1 keepalived]# ip addr add 172.25.10.100/32 dev eth0^C
[root@server1 keepalived]# ip addr
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 16436 qdisc noqueue state UNKNOWN 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 52:54:00:88:1f:4e brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.25.10.1/24 brd 172.25.10.255 scope global eth0
    inet 172.25.10.100/32 scope global eth0
    inet6 fe80::5054:ff:fe88:1f4e/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

# 安装ipvsadm，并定义机群和设置节点
[root@server4 init.d]# ipvsadm -A -t 172.25.10.100:80 -s rr
[root@server4 init.d]# ipvsadm -a -t 172.25.10.100:80 -r 172.25.10.2:80 -g
[root@server4 init.d]# ipvsadm -a -t 172.25.10.100:80 -r 172.25.10.3:80 -g
[root@server4 init.d]# ipvsadm -l
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.25.10.100:http rr
  -> server2:http                 Route   1      0          0         
  -> server3:http                 Route   1      0          0         

# 下载keepalived-1.4.3.tar.gz，并解压
[root@server1 ~]# tar zxf keepalived-1.4.3.tar.gz
[root@server1 ~]# ls
anaconda-ks.cfg     keepalived-1.4.3                 varnish-3.0.5-1.el6.x86_64.rpm
install.log         keepalived-1.4.3.tar.gz          varnish-libs-3.0.5-1.el6.x86_64.rpm
install.log.syslog  ldirectord-3.9.5-3.1.x86_64.rpm
[root@server1 ~]# cd keepalived-1.4.3
[root@server1 keepalived-1.4.3]# ls
aclocal.m4   ChangeLog     CONTRIBUTORS  genhash     keepalived.spec.in  missing
ar-lib       compile       COPYING       INSTALL     lib                 README.md
AUTHOR       configure     depcomp       install-sh  Makefile.am         snap
bin_install  configure.ac  doc           keepalived  Makefile.in         TODO
# 源码安装keepalived
# 第一步：源码编译
[root@server1 keepalived-1.4.3]# ./configure --prefix=/usr/local/keepalived --with-init=SYSV
# 出现报错（需要安装openssl-devel）
 !!! OpenSSL is not properly installed on your system. !!!
  !!! Can not include OpenSSL headers files.            !!!
# 安装openssl-devel之后，重新编译
Keepalived configuration
------------------------
Keepalived version       : 1.4.3
Compiler                 : gcc
Preprocessor flags       : 
Compiler flags           : -Wall -Wunused -Wstrict-prototypes -Wextra -g -O2 -D_GNU_SOURCE -fPIE
Linker flags             :  -pie
Extra Lib                :  -lcrypto  -lssl 
Use IPVS Framework       : Yes
IPVS use libnl           : No
IPVS syncd attributes    : No
IPVS 64 bit stats        : No
fwmark socket support    : Yes
Use VRRP Framework       : Yes
Use VRRP VMAC            : Yes
Use VRRP authentication  : Yes
With ip rules/routes     : Yes
SNMP vrrp support        : No
SNMP checker support     : No
SNMP RFCv2 support       : No
SNMP RFCv3 support       : No
DBUS support             : No
SHA1 support             : No
Use Debug flags          : No
smtp-alert debugging     : No
Use Json output          : No
Stacktrace support       : No
Memory alloc check       : No
libnl version            : None
Use IPv4 devconf         : No
Use libiptc              : No
Use libipset             : No
init type                : SYSV
Build genhash            : Yes
Build documentation      : No

*** WARNING - this build will not support IPVS with IPv6. Please install libnl/libnl-3 dev libraries to support IPv6 with IPVS.
## 编译成功

# 第二步：检测安装环境
[root@server1 keepalived-1.4.3]# make

# 第三步：安装
[root@server1 keepalived-1.4.3]# make install

# 为使软件能够运行，需要作软链接
[root@server6 init.d]# ln -s /usr/local/keepalived/etc/keepalived/ /etc/
[root@server6 keepalived]# ln -s /usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/
[root@server6 keepalived]# ln -s /usr/local/keepalived/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/init.d/
[root@server6 keepalived]# ln -s /usr/local/keepalived/sbin/keepalived /sbin/

# 切换目录
[root@server1 local]# cd keepalived/etc/rc.d/init.d/
[root@server1 init.d]# ls
keepalived
[root@server1 init.d]# chmod +x keepalived 
[root@server1 init.d]# ls
keepalived
[root@server1 init.d]# ll keepalived 
-rwxr-xr-x 1 root root 1308 6月  22 21:00 keepalived

# 安装mailx，程序动态以邮件方式显示，在/var/log/messages
yum install -y mailx

# 编辑配置文件 vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email { #指定keepalived在发生切换时需要发送email到的对象，一行一个
     root@localhost    
   }
   notification_email_from keepalived@localhost   #指定发件人
   smtp_server 127.0.0.1    #指定smtp服务器地址
   smtp_connect_timeout 30    #指定smtp连接超时时间
   router_id LVS_DEVEL   #运行keepalived机器的一个标识
   vrrp_skip_check_adv_addr                                   
#   vrrp_strict
   vrrp_garp_interval 0
   vrrp_gna_interval 0
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER   #指定那个为master，那个为backup，如果设置了nopreempt这个值不起作用，主备考priority决定
    interface eth0   #设置实例绑定的网卡 VRRP心跳包从哪块网卡发出
    virtual_router_id 51  #VPID标记 相同VRID的LVS属于同一组，根据优先级选举出一个主
    priority 100    # 优先级（1-254，数越大，优先级越高）
    advert_int 1    #检查间隔，默认1秒 VRRP心跳包的发送周期，单位为s 组播信息发送间隔，两个节点设置必须一样（实际并不一定完全是10秒，测试结果是小于10秒的随机值）
    authentication {
        auth_type PASS   #认证方式
        auth_pass 1111   #认证密码（密码只识别前8位）
    }
    virtual_ipaddress {  #设置vip
        172.25.10.100
    }
}

virtual_server 172.25.10.100 80 {
    delay_loop 3   #健康检查时间间隔
    lb_algo rr   #lvs调度算法rr|wrr|lc|wlc|lblc|sh|dh，此处为平衡轮询
    lb_kind DR    #负载均衡转发规则NAT|DR|RUN
#    persistence_timeout 50  #会话保持时间
    protocol TCP  #使用的协议

    real_server 172.25.10.2 80 {
        weight 1   #权重默认为1,0为失效
        TCP_CHECK {
            connect_timeout 3    #连接超时时间
            retry 3    #重连次数
            delay_before_retry 3  #重连间隔时间
        }
    }
    real_server 172.25.10.3 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_timeout 3
            retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}
## 配置完后需要重新加载：/etc/init.d/keepalived reload   
## 尽量不要重启服务
  nopreempt #设置为不抢占 注：这个配置只能设置在backup主机上，而且这个主机优先级要比另外一台高

首先nopreemt必须在state为BACKUP的节点上才生效（因为是BACKUP节点决定是否来成为MASTER的），
其次要实现类似于关闭auto failback的功能需要将所有节点的state都设置为BACKUP，或者将master节点的priority设置的比BACKUP低。
我个人推荐使用将所有节点的state都设置成BACKUP并且都加上nopreempt选项，这样就完成了关于autofailback功能，
当想手动将某节点切换为MASTER时只需去掉该节点的nopreempt选项并且将priority改的比其他节点大，然后重新加载配置文件即可（等MASTER切过来之后再将配置文件改回去再reload一下）。

server4
server4配置和server1相同，作为热备使用，在server1出现问题是，自动顶替server1工作
注意：源码便已安装的keepalived（包括配置文件），可通过scp发送到server4

[root@server1 ~]# scp -r /usr/local/keepalived/ server4:/usr/local/
[root@server1 ~]# scp /etc/keepalived/keepalived.conf server4:/etc/keepalived/

需要修改如下：

# 修改配置文件 state BACKUP
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface eth0
    virtual_router_id 51   ## 必须和server1相同
    priority 50  # 必须低于server1
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        172.25.10.100
    }
}

后端服务器设置

server2和server3配置相同

# 设置虚拟ip
[root@server2 ~]# ip addr add 172.25.10.100/32 dev eth0
[root@server2 ~]# ip addr
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 16436 qdisc noqueue state UNKNOWN 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 52:54:00:0a:d5:22 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.25.10.2/24 brd 172.25.10.255 scope global eth0
    inet6 fe80::5054:ff:fe0a:d522/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

# 安装http服务,并设置默认发布文件

[root@server2 ~]# cat /var/www/html/index.html 
<h1>server2</h1>
[root@server2 ~]# /etc/init.d/httpd start
Starting httpd: httpd: Could not reliably determine the server's fully qualified domain name, using 172.25.10.2 for ServerName
                                                           [  OK  ]

# 安装arptables_jf.x86_64
[root@server2 ~]# yum install arptables_jf.x86_64 -y
# 添加策略
[root@server2 ~]# arptables -A IN -d 172.25.10.100 -j DROP
[root@server2 ~]# arptables -A OUT -s 172.25.10.100 -j mangle --mangle-ip-s 172.25.10.2
# 保存策略
[root@server2 ~]# /etc/init.d/arptables_jf save
Saving current rules to /etc/sysconfig/arptables:          [  OK  ]
# 查看策略
[root@server2 ~]# arptables -L
Chain IN (policy ACCEPT)
target     source-ip            destination-ip       source-hw          destination-hw     hlen   op         hrd        pro       
DROP       anywhere             172.25.10.100        anywhere           anywhere           any    any        any        any       

Chain OUT (policy ACCEPT)
target     source-ip            destination-ip       source-hw          destination-hw     hlen   op         hrd        pro       
mangle     172.25.10.100        anywhere             anywhere           anywhere           any    any        any        any       --mangle-ip-s server2 

Chain FORWARD (policy ACCEPT)
target     source-ip            destination-ip       source-hw          destination-hw     hlen   op         hrd        pro

客户端测试

# server1 和 server4 正常 （server4作为热备）
[root@foundation10 Desktop]# curl 172.25.10.100
<h1>server2</h1>
[root@foundation10 Desktop]# curl 172.25.10.100
<h1>server3</h1>
[root@foundation10 Desktop]# curl 172.25.10.100
<h1>server2</h1>
[root@foundation10 Desktop]# curl 172.25.10.100
<h1>server3</h1>
[root@foundation10 Desktop]# arp -an | grep 100
? (172.25.10.100) at 52:54:00:88:1f:4e [ether] on br0 #server1的MAC

# server1 出现问题 ，server4自动顶替
[root@foundation10 Desktop]# curl 172.25.10.100
<h1>server2</h1>
[root@foundation10 Desktop]# curl 172.25.10.100
<h1>server3</h1>
[root@foundation10 Desktop]# curl 172.25.10.100
<h1>server2</h1>
[root@foundation10 Desktop]# curl 172.25.10.100
<h1>server3</h1>
[root@foundation10 Desktop]# curl 172.25.10.100
<h1>server2</h1>
[root@foundation10 Desktop]# arp -an | grep 100
? (172.25.10.100) at 52:54:00:d9:d6:39 [ether] on br0 #server4的MAC

# 日志记录：
# server1:keepalived出现问题停止
[root@server1 keepalived]# cat /var/log/messages 
Jun 22 23:14:04 server1 Keepalived[6746]: Stopping
Jun 22 23:14:04 server1 kernel: IPVS: __ip_vs_del_service: enter
Jun 22 23:14:04 server1 Keepalived_vrrp[6749]: VRRP_Instance(VI_1) sent 0 priority
Jun 22 23:14:04 server1 Keepalived_vrrp[6749]: VRRP_Instance(VI_1) removing protocol VIPs.
Jun 22 23:14:04 server1 Keepalived_healthcheckers[6748]: Removing service [172.25.10.2]:tcp:80 from VS [172.25.10.100]:tcp:80
Jun 22 23:14:04 server1 Keepalived_healthcheckers[6748]: Removing service [172.25.10.3]:tcp:80 from VS [172.25.10.100]:tcp:80
Jun 22 23:14:04 server1 Keepalived_healthcheckers[6748]: Stopped
Jun 22 23:14:05 server1 Keepalived_vrrp[6749]: Stopped
Jun 22 23:14:05 server1 Keepalived[6746]: Stopped Keepalived v1.4.3 (04/09,2018)

# server4:
Jun 22 23:14:04 server4 Keepalived_vrrp[1128]: VRRP_Instance(VI_1) Transition to MASTER STATE
Jun 22 23:14:05 server4 Keepalived_vrrp[1128]: VRRP_Instance(VI_1) Entering MASTER STATE
Jun 22 23:14:05 server4 Keepalived_vrrp[1128]: VRRP_Instance(VI_1) setting protocol VIPs.
Jun 22 23:14:05 server4 Keepalived_vrrp[1128]: Sending gratuitous ARP on eth0 for 172.25.10.100
Jun 22 23:14:05 server4 Keepalived_vrrp[1128]: VRRP_Instance(VI_1) Sending/queueing gratuitous ARPs on eth0 for 172.25.10.100
Jun 22 23:14:05 server4 Keepalived_vrrp[1128]: Sending gratuitous ARP on eth0 for 172.25.10.100
Jun 22 23:14:05 server4 Keepalived_vrrp[1128]: Sending gratuitous ARP on eth0 for 172.25.10.100
Jun 22 23:14:05 server4 Keepalived_vrrp[1128]: Sending gratuitous ARP on eth0 for 172.25.10.100
Jun 22 23:14:05 server4 Keepalived_vrrp[1128]: Sending gratuitous ARP on eth0 for 172.25.10.100
Jun 22 23:14:10 server4 Keepalived_vrrp[1128]: Sending gratuitous ARP on eth0 for 172.25.10.100
Jun 22 23:14:10 server4 Keepalived_vrrp[1128]: VRRP_Instance(VI_1) Sending/queueing gratuitous ARPs on eth0 for 172.25.10.100
Jun 22 23:14:10 server4 Keepalived_vrrp[1128]: Sending gratuitous ARP on eth0 for 172.25.10.100
Jun 22 23:14:10 server4 Keepalived_vrrp[1128]: Sending gratuitous ARP on eth0 for 172.25.10.100
Jun 22 23:14:10 server4 Keepalived_vrrp[1128]: Sending gratuitous ARP on eth0 for 172.25.10.100
Jun 22 23:14:10 server4 Keepalived_vrrp[1128]: Sending gratuitous ARP on eth0 for 172.25.10.100

# 后端服务器其中一个出现问题（如：server2）
[root@foundation10 Desktop]# curl 172.25.10.100
curl: (7) Failed connect to 172.25.10.100:80; Connection refused
[root@foundation10 Desktop]# curl 172.25.10.100
<h1>server3</h1>
LVS-NAT工作模式
一、后端服务器设置

Server6和server7（设置同网段不同的ip），以server7为例：
1.网络设置（ip和网关）
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2.开启http服务
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二、VS服务端（调度端）

1.开启路由
在配置文件/etc/sysctl.conf中修改
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sysctl -p 即时生效
sysctl -a | grep ip_forward 查询状态
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2.定义集群，并设置节点
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三、客户端测试

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LVS-TUN 隧道工作模式

至少三台服务器（一台调度服务器，两台后端服务器）

一、后端服务器设置

后端服务器Server6
1.配置网络,设置rip
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重启网络

2.隧道上添加vip，并激活tunl0
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3.添加静态路由
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4.关闭过滤
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5.开启路由
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6.安装arptables_jf，开启arptables 策略
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7.开启http服务
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后端服务器Server7（除r-ip外，同Server6）

二、调度服务器设置

1.设置网络
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2.导入模块ipip
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3.隧道上添加vip，并激活tunl0
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4.添加静态路由
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5.开启路由
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6.安装ipvsadm(修改yum源（redhat6需要，redhat7不需要）
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7.定义集群，添加节点
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三、客户端测试

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fullnat工作模式（需要编译内核）
1.虚拟机配置要求：

ip：172.25.10.5
Memory(RAM)：至少2048MiB
并关闭物理机上所有的虚拟机

2.下载内核安装包和fullnat安装包（www.pkgs.org），并在（http://kb.linuxvirtualserver.org/wiki/IPVS_FULLNAT_and_SYNPROXY查看编译步骤）

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3. 安装rpm-bulid （安装以.src结尾的文件时需要）

yum install rpm-bulid -y

4.强制安装内核

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安装完成后出现一个目录：
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5.检测编译环境

发现有许多错误，原因是依赖性未解决：
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不能从镜像中安装的所需要的依赖包，可以在网上（pkgs.org）下载

# 以下两个镜像中没有
asciidoc-8.4.5-4.1.el6.noarch.rpm 
newt-devel-0.52.11-3.el6.x86_64.rpm
slang-devel-2.2.1-1.el6.x86_64.rpm (安装以上两个软件时，需要安装此软件，解决其依赖性)

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重新编译：切换到～/rpmbuild/SPECS/
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在检测编译环境时，执行 rngd -r /dev/urandom（需要安装 rng-tools）命令，快速生成key
重新开一个shell连接server5，寻找命令rngd 所在的包，找到后下载，并安装：
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6.编译完成后，切回根目录，解压fullnat安装包

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7.拷贝补丁到内核安装目录中，并打上补丁（不能重复打补丁）

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打补丁：
[root@server5 linux-2.6.32-220.23.1.el6.x86_64]# patch -p1 < lvs-2.6.32-220.23.1.el6.patch

查看隐藏文件，生成.config.old的文件，说明补丁完成：
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8.编辑编译后生成的文件

在EXTRAVERSION= （后面添加内容）
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9.检测安装环境make

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编译完成
编译完成

10.安装模块：make modules_install

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11.写入：make install

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12.编辑启动项文件，default = 0 首先启动

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13.重启后，查看内核版本
14.编译完成后更新ipvsadm和keepalived

查看内核为自己所编译的，然后切入lvs目录当中解压tools压缩包
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切换到tools目录下，进入keepalived目录中
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切入目录后进行源码编译，编译的时候附带自己的内核目录
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内核目录地址：
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编译报错发现少包，yum进行下载
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下载后继续进行源码编译，少包，继续安装:
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下载完成后继续源码编译，编译成功后，继续make—–>make install。

然后切换到ipvsadm目录中，查看有Makefile，可以直接make编译和安装。
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然后 make——>make install
编译内核及更新ipvsadm成功。

that is it
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