Linux基础与服务管理课件 第31讲LAMP

第27课：LinuxVirtualServer简介与管理工具任务：了解LVS的工作原理、负载均衡技术及调度算法。CONTENT目录LVS简介与特点LVS的组成与结构010203IPVS调度器的调度算法教学内容LVS实现IP负载均衡技术主要方法04LVS管理工具0505总结与拓展0506教学目标素质目标知识目标（1）线上线下结合，引导学习方式，培养自主学习能力（2）培养学生精益求精的钻研精神>能力目标（1）掌握实现IP负载均衡技术的主要方法（2）掌握ipvs调度器的调度算法（1）能够利用讲授的课程学习方法学习本课程（2）能够掌握LVS的特点（3）能够掌握LVS的组成与结构教学重点与难点

教学重点（1）掌握LVS的组成与结构>教学难点（1）调度算法较为复杂，需仔细理解LVS简介与特点01一、LVS简介：>Linux虚拟服务器(LinuxVirtualServer,LVS)是一个虚拟的服务器集群系统。LVS是一种基于TCP/IP.的负载均衡技术,采用了IP负载均衡技术和基于内容请求分发技术，工作于OSI七层参考模型的第四层(传输层),是一个虚拟的四层交换集群系统。

其根据目标地址和目标端口实现用户请求转发,转发效率极高，具有处理百万级并发连接请求的能力。LVS的特点：>

拥有实现了三种IP负载均衡技术和十种连接调度算法的IPVS软件。在IPVS的内部实现上，采用了高效的哈希函数和垃圾回收机制，能正确处理与所调度报文相关的ICMP消息。

对虚拟服务数量无限制且支持持久的虚拟服务(如HTTPCookie、HTTPS),并提供较为详细的统计

应用范围较广。后端真实服务器可运行任何支持TCP/IP的操作系统，负载调度器能支持绝大多数的TCP和UDP协议、无需客户端和服务器做任何修改。LVS的特点：>

具有良好的伸缩性，可支持百万级的并发连接。若使用百兆网卡,可采用VSTUN或VSIDK,集群系统的吞吐量可高达1Gbits;若使用千兆网卡，集群系统的最大大吞吐量可接模式，近10bito稳定。

可靠、稳定、抗负载能力强。LVS仅分发请求，自身不会产生流量且流量不会从它出去，对内存和cpu资源的消耗比较低;LVS具备完整的双机热备方案及防卫策略，保证其能稳定工作。

配置简单易懂，大大减少人为出错的概率。

不支持正则表达式，无法实现动静分离LVS的组成与结构02LVS主要由两部分组成：IPVS，为LVS提供服务的内核模块，工作于内核空间，主要用于生效用户定义的策略。ipvsadm;用于管理集群服务的命令行工具，工作于用户空间，主要用于用户定义和管理集群服务等。LVS集群采用三层结构：

负载调度器，是整个集群对外的前端机,也是整个集群的唯一一入口，负责将客户端的请求分发到后端的一组真实服务器上执行，而客户端则认为服务是来自一-个IP地址(虚拟|P地址)。

服务器池，-组真正执行客户端请求的服务器(真实服务器),执行的服务有Web、MAIL、FTP和DNS等。

共享存储，为服务器池提供一个共享的存储区，使服务器池能较容易地拥有相同的内容，便于提供相同的服务。LVS实现IP负载均衡技术主要方法03通过NAT实现虚拟服务器(VSINAT)>

在客户端发起请求时，调度器根据预先设定好的调度算法从一组真实服务器中选出一台服务器;

调度器将请求报文中的目标地址及端口重写为选定的服务器地址和端口，并将请求分发给选定的服务器;

调度器在连接哈希表中记录这个连接，方便下一个报文处理;

真实服务器的响应报文通过调度器时，调度器将报文的源地址和端口修改为虚拟IP地址和相应的端口，再发回给客户端。通过IP隧道实现虚拟服务器(Vs/TUN)客户端发起请求时，调度器从一组真实服务器中动态地选择一台服务器;调度器在原报文基础.上再封装一层，然后将数据包转发到选定的服务器;真实服务器的响应报文直接返回给客户端。通过直接路由实现虚拟服务器(VS/DR)客户端发起请求时，调度器从一组真实服务器中动态地选择一台服务器;调度器在原报文基础.上再封装一层，然后将数据包转发到选定的服务器;真实服务器的响应报文直接返回给客户端。IPVS调度器的调度算法04IPVS调度器的调度算法分为静态方法和动态方法

静态方法:仅依据算法本身进行调度，不考虑后端真实服务器的负载情况。

①RR②WRR③SH④DH动态方法:依据算法及后端各个真实服务器的负载情况进行调度。

①LC②WLC③LBLC④LBLCR⑤SED⑥NQ静态方法1）RR（RoundRobin）：轮询。将请求轮流分配给后端真实服务器，计数器从1开始，直到N（真实服务器的个数），然后再重新开始循环。2）WRR（WeightedRoundRobin）：加权轮询。根据每个真实服务器所分配到的的一个权重值（表示处理能力的整数值。数值越大，权重越高），为权重高的真实服务器分配更多的连接。3）SH（SourceHashing）：源地址散列。根据请求的源IP地址，将其作为散列键（HashKey）从静态分配的散列表中找出对应的服务器，若该服务器是可用的且未超载，则将请求发送到该服务器处理，否则返回空。4）DH（DestinationHashing）：目标地址散列。根据请求的目标IP地址，将其作为散列键（HashKey）从静态分配的散列表找出对应的服务器，动态方法1）LC（Least-Connection）：最少连接。2）WLC（WeightedLeast-Connection）：加权最少连接。根据每个真实服务器所分配的一个权重值（表示处理能力的整数值。数值越大，权重越高），权重值较高的服务器在任何时候都会获得更大比例的实时连接。3）LBLC（Locality-BasedLeast-Connection）：基于局部性的最少链接。针对目标IP负载平衡，通常用于缓存集群。4）LBLCR（Locality-BasedLeast-ConnectionwithReplication）：带复制的基于局部性最少链接。5）SED（ShortestExpectedDelay）：最少期望延迟。6）NQ（NeverQueue）：永不排队。SED（ShortestExpectedDelay）的改进，采用双速模型。LVS管理工具05ipvsadm工具的安装ipvsadm工具的安装方式主要分为两种：1.使用YUM源直接进行安装，过程如下所示。[root@lvs-manager~]#yum-yinstallipvsadm2.如果需要使用最新版本，也可以在官网： /下载最新的版本编译安装。Ipvsadm常用命令1)向管理表中新增虚拟服务 --add-servicel-A2)从管理表中删除一个已存在的虚拟服务 --delete-service|-D3)清除管理表中所有已存在的服务，即清空管理表 -dearl-C4)将一个已导出规则文件重新导入到管理表中，即恢复规则 --restore/-RIpvsadm常用命令5)将管理表中的规则导出保存. --savel-S6)新增后端真实服务器

一add-serverl-a7)删除后端真实服务器 --delete-server|-d8)列出管理表中所有已存在的服务及其后端真实服务器等信息 --istI-L/-IIpvsadm常用命令9)TCP服务地址，可包含服务的端口号 --tcp-servicel-tservice-address10)后端真实服务器的IP地址，可包含服务的端口号 --real-server|-rserver-address11)指定工作模式为直接路由模式，默认配置 --gatewayingl-gIpvsadm常用命令12)指定调度算法。可以是:π、WT、IC、wIc、Iblc、Ibler、dh、sh、sednq --scheduler|-sscheduler13)指定后端真实服务器的权重值，值越大，权重越高 --weight|-Wweight14)转换域名及服务名为对应的IP地址及服务占用端口的数字形式 --numericl-n总结与拓展06小结：LVS:LinuxVirtualServerLVS是一种基于TCP/IP