Zhi-LVS

LVS+Nginx负载均衡
最新推荐文章于 2024-07-07 12:57:00 发布
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LVS

LVS简介

  • Linux Virtual Server
  • LVS(ipvs)已被集成到Linux内核中
  • 负载均衡调度器，基于四层的负载均衡，基于IP+端口号
  • 由章文嵩博士主导的开源的负载均衡项目

什么是LVS?

Lvs是一个高伸缩性和高可用的服务，是真实的服务器集群，带有负载均衡器，跑在Linux操作系统上。只能在linux操作系统上去运行，对于用户来讲整个集群是透明的，对于用户访问的时候，它是一个高性能的整体。
lvs是一个负载均衡调度器，可以通过自己算法可以把请求发送到后端的某一个真实的web服务器(RS)。
通过使用这种负载均衡的集群，可以扩展服务器的性能，带宽，提高吞吐量，提高网络数据的处理能力，增强服务的灵活性以及可用性。

为什么使用LVS + Nginx

  • LVS基于四层，工作效率高，基于四层性能会更高，它接受到的请求是可以直接去转发的，对于nginx来讲接受到请求后，还要对请求进行处理，相应的nginx就会有一定的性能损耗，lvs的负载要远远高于Nginx
  • 单个nginx承受不了压力，需要集群，是需要多个nginx共同请求用户的请求，
  • LVS充当nginx集群的调度者，LVS不会处理请求和报文的，所以它的负载能力会更高，
  • nginx接受请求来回，LVS可以只接受不响应

lvs原理：通过ipvs模块来实现的，ipvs可以虚拟出来一个IP地址，用户是通过虚拟IP来进行访问的，访问的请求首先会经过VIP，然后到达负载均衡的调度器(lvs)，然后由负载均衡的调度器根据自己的算法，在从RS中挑选出一个节点来响应用户的请求。

LVS的三种模式

LVS模式之NAT

基于网络地址的转换，在这个模式中，lvs充当用户的请求与响应，类似于nginx做负载均衡，如果有并发的场景下，使用NAT是不行的。LVS是处于公网的，用户可用请求、访问，RS处于内部的局域网。

LVS模式之TUN

IP隧道模式，有一个硬性的要求，每一个节点都要有一个计算机网卡，这个网卡用于建立隧道，计算机彼此的通信都会经过隧道，通过建立隧道以后，才能够达到通讯，用户所有的响应不会经过lvs,RS处理完请求之后，会把请求报文直接返回给用户，这个时候，lvs的压力就大大的降低了。通过这种方式，可以大大提升了并发和吞吐量，但是每一个节点都要配置一个网卡，这个RS集群是暴露在公网的。

LVS模式之DR

直接路由模式，RS接受响应的时候，会统一的经过一个路由，通过路由中转以后，在返回给用户，相应的RS集群就不会处于公网了，处于企业的私网。
用户通过虚拟IP来请求LVS,返回的时候也构建一个虚拟IP，当构建一个虚拟IP以后，响应就会经过虚拟IP，在返回给用户。

搭建LVS-DR模式

配置LVS节点与ipvsadm

  1. 服务器与IP约定
    LVS:
    DIP:内网IP
    VIP:虚拟IP

Nginx:作为真实服务器
RIP:内网IP
VIP:虚拟IP 用户处理完数据，通过这个IP返回回去，这个IP和LVS VIP保持一致就可以了

- LVS -台
		vip : 172.16.139.150
		dip : 172.16.139.134
- Nginx -2台(RS)
		vip : 172.16.139.150
		dip : 172.16.139.135   172.16.139.136

  1. 所有计算机节点关闭网络配置管理器，因为有可能会和网络接口冲突：
    systemctl stop NetworkManager
    systemctl disable NetworkManager
    在这里插入图片描述

  2. 构建虚拟IP，和网卡有关系
    进入到网卡配置目录，找到咱们的ens33：
    cd /etc/sysconfig/network-scripts/
    拷贝并且创建子接口：
    cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:1
    vi ifcfg-ens33:1

    BOOTPROTO=static                                                                                                      
DEVICE=ens33:1                                                                                                        
ONBOOT=yes                                                                                                            
IPADDR=172.16.139.150                                                                                                 
NETMASK=255.255.255.0

    172.16.139.150就是vip,是提供给外部用户访问的IP地址，道理和nginx+keepalived的vip是一样的。

  3. 重启网络服务，
    service network restart
    查看IP ip addr
    在这里插入图片描述
    虚拟IP150就构建好了

  4. 安装集群管理工具ipvsadm
    yum install ipvsadm
    ipvsadm -Ln
    集群还没有配置，所以列表为空，配置好之后，会有相应的展示
    在这里插入图片描述

  5. 注：
    如果是云服务器：
    虚拟IP建立在网卡上面的，需要成本的，要去付费的
    1.阿里云不支持虚拟IP,需要购买他的负载均衡服务
    2.腾讯云支持虚拟IP,但是需要额外购买，一台节点最大支持10个虚拟IP

为两台RS配置虚拟IP

  1. 构建虚拟IP，用于返回用户数据报文
    进入到网卡配置目录，找到lo（本地环回接口，用户构建虚拟网络子接口），拷贝一份新的随后进行修改：
    cd /etc/sysconfig/network-scripts/
    在这里插入图片描述
    cp ifcfg-lo ifcfg-lo:1

  2. 编辑子接口内容
    vi ifcfg-lo:1

    DEVICE=lo:1                                                                                                           
IPADDR=172.16.139.150                                                                                                 
NETMASK=255.255.255.255                                                                                               
NETWORK=127.0.0.0                                                                                                     
# If you're having problems with gated making 127.0.0.0/8 a martian,                                                  
# you can change this to something else (255.255.255.255, for example)                                                
BROADCAST=127.255.255.255                                                                                             
ONBOOT=yes                                                                                                            
NAME=loopback ```
:wq  保存退出

  3. 重启后通过ip addr 查看如下
    ifup lo 或者service network restart 重启网络
    ip addr 在这里插入图片描述

  4. 另外一台RS也做相同的操作

为两台RS配置arp --设置网卡的行为

arp目的是更加精准的响应用户的请求，处理用户的请求，如何去处理用过的request，方式。网卡的行为要做设置

  1. arp-ignore:ARP响应级别(处理请求)
  • 0 : 只有本机配置了ip,就能响应请求
  • 1：请求的目标地址到达对应的网络接口，才会响应请求
  1. arp-announce:ARP通告行为(返回响应)
  • 0：本机上任何网络接口都向外通告，所有的网卡都能接受到通知
  • 1：尽可能避免本网卡与不匹配的目标进行通告
  • 2：只在本网卡通告

配置ARP

  1. 打开sysctl.conf:
    vim /etc/sysctl.conf

    # configration for lvs                                                                                               
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1                                                                                     
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1                                                                                 
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1                                                                                      
                                                                                                                     
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2                                                                                   
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2                                                                               
net.ipv4.conf.lo.arp_announce= 2

  2. 配置所有网卡、默认网卡以及虚拟网卡的arp响应级别和通告行为，分别对应：all,default,lo:

  3. 刷新配置文件：
    sysctl -p

  4. 增加一个网关，用于接收数据报文，当有请求到本机后，会交给lo去处理：
    route add -host 172.16.139.150 dev lo:1
    route -n 查看

  5. 防止重启失效，做如下处理，用户开启自启动：
    echo “route add -host 172.16.139.150 dev lo:1” >> /etc/rc.local

使用ipvsadm配置集群规则

(以上150的虚拟IP 在下文中都换成了140)
在lvs节点上：

  1. 创建LVS节点，用户访问的集群调度者
    ipvsadm -A -t 172.16.139.140:80 -s rr

    -A：添加集群
    -t：tcp协议
    ip地址： 设定集群的访问ip,也就是LVS的虚拟ip
    -s：设置负载均衡的算法，rr表示轮询

    在这里插入图片描述

  2. 创建2台RS真实的服务器
    ipvsadm -a -t 172.16.139.140:80 -r 172.16.139.135:80 -g
    ipvsadm -a -t 172.16.139.140:80 -r 172.16.139.136:80 -g

    -a ：添加真实服务器
    -t ：tcp协议
    -r ：真实服务器的ip地址
    -g：设定DR模式

  3. 保存到规则库，否则重启失效
    ipvsadm -S

  4. 检查集群
    ipvsadm -Ln 查看集群列表
    ipvsadm -Ln --stats 查看集群状态

LVS持久化

经过多次的刷新，只访问同一个节点，明明设置的是轮询规则，因为lvs有持久化连接的配置
man ipvsadm 可以查看手册

  1. 重新配置持久化时间：
    ipvsadm -E -t 172.16.139.140:80 -s rr -p 5

    -p :当一个用户发起多次的请求的话，它会转发到同一个RS根据第一次请求，默认为300s,所以不管怎么刷新，访问的都是134，只有时间过了以后，再次进行访问 轮询才会起作用。

  2. 再次查看集群列表，发现多了持久化时间
    在这里插入图片描述

  3. 再次刷新，发现还是没有用，还会有另外一个超时时间
    #设置tcp tcpfin udp的过期时间(一般保存默认) --set tcp tcpfin udp
    ipvsadm --set 1 1 1
    #查看过期时间
    ipvsadm -Ln --timeout
    在这里插入图片描述

如果没有发生轮询就表示已经持久化了，平时使用保存默认设置就可以了

搭建Keepalived + Lvs + Nginx高可用负载均衡

目前的架构一旦Lvs发生故障之后，所有的用户请求都不能向用户提供服务了，所以要搭建双主热备，通过主备切换实现高可用，并且当使用Keepalived之后，还能对RS进行健康检查，如果RS宕机了，就会将宕机的RS踢出集群，如果恢复了之后，会自动加入。

1.主备LVS安装Keepalived
2.配置
keepalived.conf

#全局配置
global_defs {
   #路由id:当前安装keepalived的节点主机标识符，保证全局唯一
   router_id keep_133
}

#基于vrrp的一个实例   就是一个服务器节点
vrrp_instance VI_1 {
    #表示的状态  当前133nginx的主节点 master|backup
    state MASTER
    #当前实例绑定的网卡
    interface ens33
    #虚拟路由ip  保证主备节点一致即可
    virtual_router_id 41
    #权重 谁的优先级高，在master挂掉之后，就成为master
    priority 100
    #主备之间同步检查时间间隔  s
    advert_int 1
    #认证授权密码，防止非法节点进入
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }

    #vip
    virtual_ipaddress {
        172.16.139.140
    }
}

#配置集群地址 访问的IP+端口
virtual_server 172.16.139.140 80 {
    #健康检查的时间  单位：s
    delay_loop 6
    #配置负载均衡的算法，默认是轮询
    lb_algo rr
    #设置LVS的模式   NAT|TUN|DR
    lb_kind DR
    #设置会话持久化的时间
    persistence_timeout 5
    #协议 -t
    protocol TCP

    real_server 172.16.139.135 80 {
        #轮询的默认权重配比设置为1
        weight 1
        #设置健康健康
        TCP_CHECK {
            #检查的80端口
            connect_port 80
            #超时时间
            connect_timeout 2
            #重试次数
            nb_get_retry 2
            #间隔时间
            delay_before_retry 3
        }
    }


    real_server 172.16.139.136 80 {
        weight 1
        #设置健康健康
        TCP_CHECK {
            #检查的80端口
            connect_port 80
            #超时时间
            connect_timeout 2
            #重试次数
            nb_get_retry 2
            #间隔时间
            delay_before_retry 3
        }
    }
}

3.清除集群现有的规则，重启Keepalived
ipvsadm -C
systemctl restart keepalived.service
查看集群配置规则
在这里插入图片描述
4. 配置备用节点

#全局配置
global_defs {
   #路由id:当前安装keepalived的节点主机标识符，保证全局唯一
   router_id LVS_137
}

#基于vrrp的一个实例   就是一个服务器节点
vrrp_instance VI_1 {
    #表示的状态  当前133nginx的主节点 master|backup
    state BACKUP
    #当前实例绑定的网卡
    interface ens33
    #虚拟路由ip  保证主备节点一致即可
    virtual_router_id 41
    #权重 谁的优先级高，在master挂掉之后，就成为master
    priority 50
    #主备之间同步检查时间间隔  s
    advert_int 1
    #认证授权密码，防止非法节点进入
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }

    #vip
    virtual_ipaddress {
        172.16.139.140
    }
}

#配置集群地址 访问的IP+端口
virtual_server 172.16.139.140 80 {
    #健康检查的时间  单位：s
    delay_loop 6
    #配置负载均衡的算法，默认是轮询
    lb_algo rr
    #设置LVS的模式   NAT|TUN|DR
    lb_kind DR
    #设置会话持久化的时间
    persistence_timeout 5
    #协议 -t
    protocol TCP

    real_server 172.16.139.135 80 {
        #轮询的默认权重配比设置为1
        weight 1
        #设置健康健康
        TCP_CHECK {
            #检查的80端口
            connect_port 80
            #超时时间
            connect_timeout 2
            #重试次数
            nb_get_retry 2
            #间隔时间
            delay_before_retry 3
        }
    }

    real_server 172.16.139.136 80 {
        weight 1
        #设置健康健康
        TCP_CHECK {
            #检查的80端口
            connect_port 80
            #超时时间
            connect_timeout 2
            #重试次数
            nb_get_retry 2
            #间隔时间
            delay_before_retry 3
        }
    }
}

在这里插入图片描述
5. 测试
停止主节点的keepalived，查看备用节点的ip addr，发现虚拟IP绑定到备用节点上，又称为IP飘逸技术

php_bian
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php_bian的博客
10-05 540
nginx集群集群四层负载均衡七层负载均衡DNS地域负载均衡 集群 四层负载均衡 基于IP＋端口的四层负载均衡，基于TCP/IP，通过转发请求到后台的服务器。 分类： 1. F5硬负载均衡 2. LVS四层负载均衡 3. Haproxy四层负载均衡 4. Nginx四层负载均衡 七层负载均衡 基于URL或IP，基于应用层的，HTTP协议的负载均衡 分类： 1. Nginx七层负载均衡 2. Haproxy七层负载均衡 3. apache七层负载均衡 DNS地域负载均衡 就近原则IP地址 ...
nginx keepalived lvs
jijithin
07-20 284
一、环境准备 一共4台虚拟机，我用的mac的parallels desktop创建的4台centos7虚拟机 master 192.168.20.104 salve 192.168.20.103 node1 192.168.20.102 node2 192.168.20.98 可以先安装一个虚拟机，然后进行克隆就行。 二、配置虚拟机 1.安装master的keepalived，...
LVS+Keepalived高可用群集
ver_mouth__的博客
06-09 956
目录一：Keepalived二：keepalived实现原理剖析三：vrrp虚拟路由冗余协议四：Keepalived体系主要模块及其作用4.1core模块4.2vrrp模块4.3check模块五：LVS+Keepalived高可用群集的搭建5.1配置主负载均衡调度器（192.168.137.10）5.1.1关闭防火墙、增强机制和下载httpd服务5.1.2安装 ipvsadm和keepalived服务5.1.3修改配置文件keeplived.conf5.1.4启动服务、查看虚拟网卡VIP5.1.5调整pro
Elasticsearch学习，请先看这一篇
qq_43679873的博客
01-11 212
Elasticsearch学习，请先看这一篇
HTTP协议08丨键入网址再按下回车，后面究竟发生了什么？
qq_53280238的博客
07-07 901
经过上一讲的学习，你是否已经在自己的电脑上搭建好了“最小化”的 HTTP 实验环境呢？我相信你的答案一定是“Yes”，那么，让我们立刻开始“螺蛳壳里做道场”，在这个实验环境里看一下 HTTP 协议工作的全过程。
Lua非空判断方法[源码]
11-24
本文详细介绍了在Lua中进行非空判断的几种方法，特别是针对table类型的变量。首先，文章指出了直接对nil值进行索引会导致异常的问题，并给出了一个简单的例子来说明如何避免这种情况。接着，文章讨论了如何判断一个table是否为空，指出不能简单地使用`#table == 0`的方式，而是应该使用`next(t) == nil`的方法。此外，文章还提到了`next`指令在LuaJIT中的优化问题，建议在非必要情况下少用。最后，文章简要介绍了如何判断一个字符串是否全部由空格组成，使用了正则匹配的方法。这些内容对于Lua开发者来说非常实用，能够帮助他们避免常见的错误。
JS表格转Excel实现[可运行源码]
11-24
该文章详细介绍了如何使用JavaScript将HTML表格数据导出为Excel文件。内容涵盖了针对不同浏览器的兼容性处理，包括IE和非IE浏览器的不同实现方式。对于IE浏览器，使用ActiveXObject进行导出；对于非IE浏览器，则通过base64编码和数据URI方案实现。文章还提供了完整的代码示例，包括表格数据的处理、格式化和导出功能，支持文本和图片类型的数据导出。
图片转bin文件存储[项目代码]
11-24
本文介绍了在OpenCV项目中如何将大量图片数据转换为二进制（bin）文件进行高效存储和读取的方法。作者在项目中遇到需要处理大量图片数据的问题，尝试了多种格式（如.mat、.txt、.yml）后发现效率较低。通过使用二进制文件存储，显著提升了读写速度。文章详细展示了使用OpenCV将图片写入二进制文件的代码示例，以及从二进制文件读取图片数据的实现方法。虽然该方法需要提前知道图片的尺寸和数量，但读写速度极快，适合处理大量图片数据。作者还提到可以通过换行符或终止符优化读取过程，但未深入探讨。
ROS视觉处理与色彩识别[项目源码]
最新发布
11-24
本文详细介绍了在ROS环境下进行视觉处理的基础步骤，特别是针对色彩识别的实现方法。内容涵盖了从摄像头驱动的安装与配置（如usb_cam驱动和image_view工具的使用），到创建功能包和编写图像处理节点（包括RGB图像回调函数、HSV色彩空间转换、二值化处理及形态学操作）。此外，还演示了如何在仿真环境中获取图像，并通过OpenCV实现红色和绿色物体的识别与追踪。最后，文章提供了完整的代码示例和编译运行步骤，帮助读者快速上手ROS视觉处理项目。
Anaconda安装与使用指南[项目源码]
11-24
本文详细介绍了在Anaconda环境下安装和使用jupyter及numpy的步骤。首先，指导用户如何安装Anaconda并创建虚拟环境，然后详细说明了如何在虚拟环境中安装jupyter和numpy。接着，文章提供了多个numpy的练习示例，包括创建零向量、矩阵操作、归一化等。此外，还介绍了如何在Jupyter中完成numpy、pandas和matplotlib的例题，涵盖了从基础操作到实际应用的多个方面。最后，文章总结了实验过程中的经验，特别是在使用国内镜像源后下载速度的提升。
【动静障碍物】基于JPS算法（改进A）全局路径规划与DWA动态窗口局部避障的机器人自主导航混合控制算法（Matlab代码实现）
11-24
【动静障碍物】基于JPS算法（改进A）全局路径规划与DWA动态窗口局部避障的机器人自主导航混合控制算法（Matlab代码实现）内容概要：本文介绍了一种结合改进A*算法的JPS（跳跃点搜索）全局路径规划与DWA（动态窗口法）局部避障的混合控制算法，用于机器人在动静态障碍物环境下的自主导航。该算法通过JPS优化全局路径搜索效率，提升路径规划速度，并结合DWA实现实时动态避障，增强了机器人在复杂动态环境中的适应性和安全性。整个系统在Matlab平台上进行了代码实现与仿真验证，展示了良好的路径规划效果与避障性能。; 适合人群：具备一定机器人学、自动控制或路径规划基础知识的研究生、科研人员及从事智能机器人开发的工程技术人员。; 使用场景及目标：①应用于移动机器人在静态与动态障碍共存环境中的自主导航任务；②为研究高效全局规划与实时局部避障的融合策略提供技术参考与实现案例；③支持Matlab仿真环境下的算法验证与优化。; 阅读建议：建议读者结合Matlab代码深入理解JPS与DWA的集成逻辑，重点关注算法在路径最优性、计算效率与避障实时性之间的平衡设计，可进一步扩展至多机器人系统或复杂地形场景的应用研究。
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