18.6-18.10

18.6 负载均衡集群介绍

  • 主流开源软件LVS、keepalived、haproxy、nginx等

  • 其中LVS属于4层(网络OSI 7层模型),nginx属于7层,haproxy既可以认为是4层,也可以当做7层使用

  • keepalived的负载均衡功能其实就是LVS(keepalived内置带有LVS)

  • lvs这种4层的负载均衡是可以分发除80外的其他端口通信的,比如MySQL的,而nginx仅仅支持http,https,mail,haproxy也支持MySQL这种

  • 相比较来说,LVS这种4层的更稳定,能承受更多的请求,而nginx这种7层的更加灵活,能实现更多的个性化需求


18.7 LVS介绍

  • LVS是由国人章文嵩开发

  • 流行度不亚于apache的httpd,基于TCP/IP做的路由和转发,稳定性和效率很高

  • LVS最新版本基于Linux内核2.6,有好多年不更新了

  • LVS有三种常见的模式:NAT(iptables nat表)、DR、IP Tunnel

  • LVS架构中有一个核心角色叫做分发器(Load balance),它用来分发用户的请求,还有诸多处理用户请求的服务器(Real Server,简称rs)


LVS NAT模式

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  • 这种模式借助iptables的nat表来实现

  • 用户的请求到分发器后,通过预设的iptables规则,把请求的数据包转发到后端的rs上去

  • rs需要设定网关为分发器的内网ip

  • 用户请求的数据包和返回给用户的数据包全部经过分发器,所以分发器成为瓶颈

  • 在nat模式中,只需要分发器有公网ip即可,所以比较节省公网ip资源

  • 这种模式的好处是节省公网IP,但是调度器会成为一个瓶颈。因为当访问量巨大的时候,调度器的请求量也会随着变大,所以处理用户请求和分发rs的结果处理会严重影响效率。

  • 一般使用NAT的模式访问量不能太大,规模也不支持太大,一般建议10台以下服务器。要想想10台以上服务器,需要巨大的成本来升级硬件配置。

  • NAT模式就是利用iptables转发


LVS IP Tunnel模式

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  • load balancer与rs建立ip tunnel,实现原理是更改了数据包的目的ip。

  • 这种模式,需要有一个公共的IP(为用户提供服务)配置在分发器和所有rs上,我们把它叫做vip

  • 客户端请求的目标IP为vip,分发器接收到请求数据包后,会对数据包做一个加工,会把目标IP改为rs的IP,这样数据包就到了rs上

  • rs接收数据包后,会还原原始数据包,这样目标IP为vip,因为所有rs上配置了这个vip,所以它会认为是它自己

  • 每台rs也需要配置vip,便于与用户(来源ip)进行通信,这样的做的话,load balancer就没有瓶颈的情况了,因为此时load balancer只是把用户的请求转给rs

  • IP Tunnel模式把目标ip做了更改,方便与用户进行通信。


LVS DR模式

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  • 这种模式,也需要有一个公共的IP配置在分发器和所有rs上,也就是vip

  • rs接收数据包后,会还原原始数据包,这样目标IP为vip,因为所有rs上配置了这个vip,所以它会认为是它自己

  • 和IP Tunnel不同的是,它会把数据包的MAC地址修改为rs的MAC地址


18.8 LVS调度算法

  1. 轮询 Round-Robin  rr

  2. 加权轮询 Weight Round-Robin wrr

  3. 最小连接 Least-Connection lc

  4. 加权最小连接 Weight Least-Connection wlc

  5. 基于局部性的最小连接 Locality-Based Least Connections lblc

  6. 带复制的基于局部性最小连接 Locality-Based Least Connections with Replication  lblcr

  7. 目标地址散列调度 Destination Hashing dh

  8. 源地址散列调度 Source Hashing  sh

其中1-4是常用的,需要熟记。


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