CentOS 7上实现LVS负载均衡群集之NAT转换模式

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LVS 虚拟服务器

Linux Virtual Server（LVS）是针对 Linux 内核开发的一个负载均衡项目，由我国的章文嵩博土在 1998 年 5 月创建，官方站点位于 http://www.linuxvirtualserver.org/.

LVS 实际上相当于基于 IP 地址的虚拟化应用，为基于 IP 地址和内容请求分发的负载均衡提出了一种高效的解决方法。

LVS 现在已成为 Linux 内核的一部分，默认编译为 ip_vs 模块，必要时能够自动调用。

LVS 的负载调度算法

针对不同的网络服务和配置需要，LVS 调度器提供多种不同的负载调度算法，其中最常用的四种算法包括轮询、加权轮询、最少连接和加权最少连接。

轮询（RoundRobin）：将收到的访问请求按照顺序轮流分配给群集中的各节点（真实服务器）。

加权轮询（WeightedRoundRobin）：根据真实服务器的处理能力轮流分配收到的访问请求，调度器可以自动查询各节点的负载情况，并动态调整其权重。这样可以保证处理能力强的服务器承担更多的访问流量。

最少连接（LeastConnections）：根据真实服务器已建立的连接数进行分配，将收到的访问请求优先分配给连接数最少的节点。

加权最少连接（WeightedLeastConnections）：在服务器节点的性能差异较大的情况下，可以为真实服务器自动调整权重，权重较高的节点将承担更大比例的活动连接负载。

使用 ipvsadm 管理工具

ipvsadm 是在负载调度器上使用的 LVS 群集管理工具，通过调用 ip_vs 模块添加、删除服务器节点，以及查看群集的运行状态。在 CentOS6 系统中，需要手动安装 ipvsadm 软件包。在 centos7 中直接安装就可以。

地址转换模式

地址转换（NetworkAddressTranslation）简称 NAT 模式，类似于防火墙的私有网络结构，负载调度器作为所有服务器节点的网关，即作为客户机的访问入口，也是各节点回应客户机的访问出口。服务器节点使用私有 IP 地址，与负载调度器位于同一个物理网络，安全性要优于其他两种方式。

图解

说明：节点服务器作用在私网，而客户端作用在公网，此时 LVS 就作为网关，节点服务器反馈信息给客户端时，会经过 LVS。

实验环境

步骤

在两台节点服务器上搭建 httpd 服务

# yum install httpd -y
# systemctl stop firewalld.service
# setenforce 0

在 NFS 服务器上搭建 NFS 服务

• 安装服务

  # rpm -q nfs-utils
  # rpm -q rpcbind   // 看是否安装，服务已安装 

• 编辑配置文件

  # vim /etc/exports
  /usr/share *(ro,sync)
  /opt/benet 192.168.100.0/24(rw,sync)// 创建目录 benet，192.168.100.0 网段的可以进行读写和同步操作
  /opt/accp 192.168.100.0/24(rw,sync)// 创建目录 accp，192.168.100.0 网段的可以进行读写和同步操作 

• 创建目录并赋予权限

  # mkdir /opt/benet /opt/accp
  # chmod 777  /opt/benet /opt/accp

• 开启 nfs 服务并发布共享

  # systemctl start nfs.service
  # exportfs -rv  // 发布共享 

  

  节点服务器挂载 nfs 服务器的共享文件

• apache1 将 /opt/benet 挂载到站点目录下

  # showmount -e 192.168.100.130  // 查看共享文件
  # mount.nfs 192.168.100.130:/opt/benet /var/www/html  // 挂载
  # cd /var/www/html/
  # echo "this is benet" > index.html
  # systemctl start httpd.service 

  

• apache2 将 /opt/accp 挂载到站点目录下

  # showmount -e 192.168.100.130  // 查看共享文件
  # mount.nfs 192.168.100.130:/opt/accp /var/www/html  // 挂载
  # echo "this is accp" > index.html
  # systemctl start httpd.service 

  
  

  LVS 服务器 (注意是双网卡)

• 安装 ipvsadm 管理工具

  # yum install ipvsadm -y

• 加载内核模块

  # modprobe ip_vs

• 设置路由转发（因为是双网卡）

  # vim /etc/sysctl.conf
  末尾添加：net.ipv4.ip_forward = 1
  # sysctl -p  // 立即生效 

  

• 防火墙设置

  iptables -F  
  # iptables -t nat -F
  # iptables -L
  // 清空所有规则
  # iptables -t nat -I POSTROUTING -s 192.168.100.0/24 -o ens36 -j SNAT --to-source 12.0.0.1   // 设置 SNAT 转发，将所有 192.168.100.0 段的都转换为 12.0.0.1，然后进行访问 client

  

• 开启 ipvsadm

  # systemctl start ipvsadm.service
  注：此时开启可能会出现问题
  # ipvsadm --save  > /etc/sysconfig/ipvsadm  // 输入该行即可 

  

• 编写可执行的脚本

  # cd /opt
  # vi net.sh
  #!/bin/bash
  ipvsadm -C
  ipvsadm -A -t 12.0.0.1:80 -s rr
  ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.100.110:80 -m
  ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.100.120:80 -m
  ipvsadm
  # chmod +x net.sh
  # ./net.sh
  解释如下：ipvsadm -C // 清除内核虚拟服务器表中的所有记录 //
  -A：添加虚拟服务器
  -s: 指定调度算法
  rr: 轮询算法
  -a: 添加真实服务器
  -t: 指定外网网关及 TCP 端口
  -r: 指定节点服务器的地址及 TCP 端口
  -m: 使用 NAT 集群模式 

  
  
  打开一台 win7 进行检测
  
  
  注：当两次连续访问 12.0.0.1 时，可能一时间切换不过来，显示的还是原来的界面，这时候就必须清除缓存，才能看到两个不同的界面。当然了，如果这时关掉其中一台节点服务器的 httpd 服务，那么再去访问 12.0.0.1 时，显示的就是另一台的网页界面啦。

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