负载均衡集群企业级应用实战-LVS
转自https://www.cnblogs.com/along21/
实现基于LVS负载均衡集群的电商网站架构
背景：随着业务的发展，网站的访问量越来越大，网站访问量已经从原来的1000QPS，变为3000QPS，网站已经不堪重负，响应缓慢，面对此场景，单纯靠单台LNMP的架构已经无法承载更多的用户访问，此时需要用负载均衡技术，对网站容量进行扩充，来解决承载的问题。scale out? scale up?
总项目流程图，详见
LVS详解和相关代码段含义详见
实现基于LVS负载均衡集群的电商网站架构
前景：随着业务的发展，网站的访问量越来越大，网站访问量已经从原来的1000QPS，变为3000QPS，网站已经不堪重负，响应缓慢，面对此场景，单纯靠单台LNMP的架构已经无法承载更多的用户访问，此时需要用负载均衡技术，对网站容量进行扩充，来解决承载的问题。scale out? scale up?
实验前准备：
1、ipvsadm
yum install ipvsadm -y #在LVS-server安装lvs管理软件
程序包：ipvsadm（LVS管理工具）
Unit File: ipvsadm.service
主程序：/usr/sbin/ipvsadm
规则保存工具：/usr/sbin/ipvsadm-save
规则重载工具：/usr/sbin/ipvsadm-restore
配置文件：/etc/sysconfig/ipvsadm-config
2、grep -i -C 10 "ipvs" /boot/config-VERSION-RELEASE.x86_64 查看内核是否支持IPVS
3、iptables -F && setenforing 清空防火墙策略，关闭selinux
实战一：LVS的NAT模式实现负载均衡
实战架构图：
1、环境准备：
| 机器名称 | IP配置 | 服务角色 | 备注 |
| lvs-server | VIP：172.17.1.6 DIP：192.168.30.106 | 负载均衡器 | 开启路由功能 （VIP桥接、DIP仅主机） |
| rs01 | RIP：192.168.30.107 | 后端服务器 | 网关指向DIP（仅主机） |
| rs02 | RIP：192.168.30.7 | 后端服务器 | 网关指向DIP（仅主机） |
注意：确保rs 在一个网段，且只有一个网段
2、在directory 负载均衡器上
yum -y install ipvsadm
① 开启一个基于80端口的虚拟服务vip，调度方式为wrr
ipvsadm -A -t 172.17.1.6:80 -s wrr
② 配置web服务后端real server 为nat工作方式 权重为1
ipvsadm -a -t 172.17.1.6:80 -r 192.168.30.107:80 -m -w 1
ipvsadm -a -t 172.17.1.6:80 -r 192.168.30.7:80 -m -w 1
③ 修改内核配置，开启路由转发
vim /etc/sysctl.conf 该一行
net.ipv4.ip_forward = 1
sysctl -p 读一些，使其生效
3、在两台real server 上设置
① 开启实现准备好的web网页服务
systemctl start nginx
systemctl start php-mysql
systemctl start mariadb
② 把网关指向directory
route add default gw 192.168.30.106
4、自己的windows 做客户端，通过vip 172.17.1.6访问web服务，调度成功
实战二：LVS的DR 模式实现负载均衡
实战架构图：
1、环境准备
| 机器名称 | IP配置 | 服务角色 |
| lvs-server | VIP：172.17.100.100 | 负载均衡器 |
| rs01 | RIP：172.17.1.7 | 后端服务器 |
| rs02 | RIP：172.17.22.22 | 后端服务器 |
注意：lvs-server 和rs 要在一个网段，rs只有一个网段
2、在lvs-server 上设置
① 配置VIP到本地网卡别名，广播只自己响应
ifconfig eth0:0 172.17.100.100 broadcast 172.17.100.100 netmask 255.255.255.255 up
route add -host 172.17.100.100 dev eth0:0 给网卡别名指向网关
② ipvsadm 策略配置
开启一个基于80端口的虚拟服务，调度方式为wrr
ipvsadm -A -t 172.17.100.100:80 -s wrr
配置web服务后端real server 为DR工作方式 权重为1
ipvsadm -a -t 172.17.100.100:80 -r 172.17.22.22:80 -g -w 1
ipvsadm -a -t 172.17.100.100:80 -r 172.17.1.6:80 -g -w 1
3、real server 上配置
① 配置VIP到本地回环网卡lo上，并只广播自己
ifconfig lo:0 172.17.100.100 broadcast 172.17.100.100 netmask 255.255.255.255 up
配置本地回环网卡路由
route add -host 172.17.100.100 lo:0
② 使RS "闭嘴"
echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
忽略ARP广播
echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
注意：关闭arp应答
1：仅在请求的目标IP配置在本地主机的接收到请求报文的接口上时，才给予响应
2：必须避免将接口信息向非本网络进行通告
③ 想永久生效，可以写到配置文件中
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
sysctl -p 读一下，使其生效
4、开启实现准备好的web网页服务
systemctl start nginx
systemctl start php-mysql
systemctl start mariadb
5、效果验证
① 可分别在rs1和rs2建立2个不同内容，统一路径的test.html测试文件，测试负载均衡功能
在RS01 上vim ../test.html
real server 1
在RS02 上vim ../test.html
real server 2
② 打开http://172.17.1.6/ ，并在director上用ipvsadm -L -n观察访问连接
③ 用另外一台测试机，用ab压力测试工具，测试经过负载均衡后的服务器容量
实战三：实现80、443端口都可访问服务，且LVS实现持久连接
1、环境准备
| 机器名称 | IP配置 | 服务角色 |
| lvs-server | VIP：172.17.100.100 | 负载均衡器 |
| rs01 | RIP：172.17.1.7 | 后端服务器 |
| rs02 | RIP：172.17.22.22 | 后端服务器 |
2、在vs 上设置：
① 在iptables 打上标记，把80端口标记为99
iptables -t mangle -A PREROUTING -d 172.17.100.100 -p tcp --dport 80 -j MARK --set-mark 99
在iptables打上标记，把443端口标记为99
iptables -t mangle -A PREROUTING -d 172.17.100.100-p tcp --dport 443 -j MARK --set-mark 99
② 在lvs上建立基于99号标记的虚拟服务
ipvsadm -A -f 99 -s rr -p
设置后端服务地址，用DR模式
ipvsadm -a -f 99 -r 172.17.1.7 -g
ipvsadm -a -f 99 -r 172.17.22.22 -g
解析：-p 就是持久连接
3、在rs 准备好了的web服务，开启80、443端口
关于ssl 443加密的代码，具体实现下实验四
4、测试，自己windows 做客户端，访问 http://172.17.1.6/
访问 http://172.17.1.6/
实验四：实现ssl 加密
（1）一个物理服务器设置一个https
1、创建存放证书的目录
mkdir /etc/nginx/ssl
2、自签名证书
cd /etc/pki/tls/certs/
make nginx.crt
openssl rsa -in nginx.key -out nginx2.key 因为刚私钥被加密了，为了后边方便，解密
3、把证书和私钥cp 到nginx存放证书目录
cp nginx.crt nginx2.key /etc/nginx/ssl/
cd /etc/nginx/ssl/
mv nginx2.key nginx.key 把名字改回来
4、修改配置文件，加一段server
server {
listen 443 ssl;
server_name www.along.com;
ssl on;
ssl_certificate /etc/nginx/ssl/nginx.crt;
ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/nginx.key;
ssl_session_cache shared:sslcache:20m;
ssl_session_timeout 10m;
}
5、测试，网页打开 https://192.168.30.7/
windows 信任证书
（2）因为nginx 强大，可以实现多个虚拟主机基于不同的FQDN 实现ssl加密，httpd不能实现
一个物理服务器设置多个https
1、生成3个证书和私钥
make nginx.crt
make nginx2.crt
make nginx3.crt
2、把证书和私钥cp 到nginx存放证书目录，并解开私钥的加密
cp nginx{1,2,3}* /etc/nginx/ssl/
openssl rsa -in nginx.key -out nginx.key
openssl rsa -in nginx2.key -out nginx2.key
openssl rsa -in nginx3.key -out nginx3.key
3、创建各自对应的访问网页
mkdir /app/website{1,2,3}
echo website1 > /app/website1/index.html
echo website1 > /app/website2/index.html
echo website1 > /app/website3/index.html
4、测试访问，成功