1. 网络通信图解

image.png

2. 网络流转拓扑图

image.png

根据拓扑图，我们可以得出一个结论：TCP/IP协议中，基于下一跳的机制：IP是记录断点间的，而mac地址记录的是节点间的。

3. LVS四层负载均衡图解

image.png

对于LVS四层负载均衡，并不会和客户端和服务端分别建立三次握手，而是在传输层进行控制，客户端还是和服务端进行三次握手，因为传输层协议都是在内核级别，所以避免cpu切换，速度也会得到极大的提升。 因此LVS也是比nginx七层负责有着更到的并发量。一般在企业公司，都是由LVS接入整个机房的访问，然后在nginx负载到各个服务。

image.png

4. D-NET模型

image.png

D-NET模型中，LVS是在请求时，就目标由VIP转换为RIP，在响应时由RIP转换为VIP，是基于三、四层协议进行改造。该种模式由于请求和响应并不是对称的(响应时的内容往往比请求多)会导致带宽挤压，导致带宽成为瓶颈，并且由于IP的频繁转换，比较消耗算力。

5. DR模型

image.png

DR模型中，LVS主要是基于二层数据链路层改造，将mac地址换成服务器的mac地址，从而让网络包请求到具体的服务，并且在响应时，由于服务端会封装VIP(对外隐藏，对内可见)，在响应时将目标IP直接修改为VIP，此时客户端就可以正常接收。此模型速度快、成本低，但是LVS和server必须在同一局域网，因为mac地址是记录于节点间的。

该种模型也称为mac地址欺骗。

6. TUN模型

image.png

TUN模式中，LVS主要也是基于三四层协议改造，但是它并不是更改ip，而是将原来的网络包再封装一层给服务端，然后服务端接收到拆开，处理完后，利用VIP发送回去，从而实现负载。VPN就是利用这种技术。

7. LVS中DR模型负载均衡搭建

image.png

step1: node1(LVS)

  1. 添加另外一个IP：注意：ens32是因为本机网卡名称为它，需要替换成当前服务器实际的网卡名称

ifconfig ens32:2 192.168.184.100/24

step2: node2 & node3(RS)

  1. 修改内核，ens32也需要替换成实际网卡名称

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens32/arp_ignore
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens32/arp_announce
echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

  1. 设置隐藏的vip：

ifconfig lo:3 192.168.184.100 netmask 255.255.255.255

step3: node2 & node3(RS)

yum install httpd -y
service httpd start
vi /var/www/html/index.html
— 写入内容随意，主要是区分负载到哪一台机器上，eg：from192.168.184.12

step4: node1(LVS)

yum install ipvsadm -y
ipvsadm -A -t 192.168.184.100:80 -s rr — 可通过 ipvsadm -ln 查看
ipvsadm -a -t 192.168.184.100:80 -r 192.168.184.12 -g -w 1
ipvsadm -a -t 192.168.184.100:80 -r 192.168.184.13 -g -w 1

结果验证

浏览器访问 192.168.184.100 看到负载 疯狂F5
node01： netstat -natp 结论看不到socket连接
node02~node03: netstat -natp 结论看到很多的socket连接
node01: ipvsadm -lnc 查看偷窥记录本
TCP 00:57 FIN_WAIT 192.168.150.1:51587 192.168.150.100:80 192.168.150.12:80
FIN_WAIT： 代表连接过，偷窥了所有的包
SYN_RECV：代表基本上lvs都记录了，证明lvs没事，一定是后边网络层出问题

8. keepalived

对于第7点中LVS存在2点问题 1：LVS为单点，一旦发生故障，服务就不可用。 2：某个服务发生故障，lvs还是会负载给它，用户有机会访问失败。

为了解决这个问题，我们引入keeplived解决。

step1: node1

  1. 清除ipvsadm配置 ipvsadm -C

  2. 卸载配置的虚拟IP ifconfig ens32:2 down

    step2: node1 & node4

  3. yum install keepalived ipvsadm -y

  4. 配置

cd /etc/keepalived/
cp keepalived.conf keepalived.conf.bak
vi keepalived.conf

  1. vrrp：虚拟路由冗余协议！
  2. vrrp_instance VI_1 {
  3.     state MASTER         //  node04  BACKUP
  4.     interface ens32
  5.     virtual_router_id 51
  6.     priority 100         //     node04     50
  7.     advert_int 1
  8.     authentication {
  9.       auth_type PASS
  10.       auth_pass 1111
  11.     }
  12.   virtual_ipaddress {
  13.     192.168.184.100/24 dev ens32 label  ens32:3
  14.   }
  15. }
  16. virtual_server 192.168.184.100 80 {
  17.     delay_loop 6
  18.     lb_algo rr
  19.     lb_kind DR
  20.     nat_mask 255.255.255.0
  21.     persistence_timeout 0
  22.     protocol TCP
  24.     real_server 192.168.184.12 80 {
  25.     weight 1
  26.       HTTP_GET {
  27.       url {
  28.         path /
  29.           status_code 200
  30.       }
  31.         connect_timeout 3
  32.         nb_get_retry 3
  33.         delay_before_retry 3
  34.     }   
  35.   }       
  36.   real_server 192.168.184.13 80 {
  37.     weight 1
  38.       HTTP_GET {
  39.       url {
  40.         path /
  41.           status_code 200
  42.       }
  43.         connect_timeout 3
  44.         nb_get_retry 3
  45.         delay_before_retry 3
  46.   }
  47.  }

scp ./keepalived.conf root@node04:pwd`<br />service keepalived start`

弊端：当keeplalived强制杀死还没有来的及卸载网卡时，会导致出现多个相同虚拟IP，导致服务不可用。