關(guān)于LVS負(fù)載均衡
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一、什么是負(fù)載均衡：
負(fù)載均衡集群提供了一種廉價、有效、透明的方法，來擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和
服務(wù)器的負(fù)載、帶寬、增加吞吐量、加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力，提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性
和可用性。
二、搭建負(fù)載均衡服務(wù)的需求：
1）把單臺計算機(jī)無法承受的大規(guī)模的并發(fā)訪問或者數(shù)據(jù)流量分擔(dān)到多臺節(jié)點(diǎn)設(shè)備上
分別處理，減少用戶等待響應(yīng)的時間，提升用戶體驗(yàn)。
2）單個重負(fù)載的運(yùn)算分擔(dān)到多臺節(jié)點(diǎn)設(shè)備上做并行處理，每個節(jié)點(diǎn)設(shè)備結(jié)束后，
將結(jié)果匯總，返回給用戶，系統(tǒng)處理能力得到大幅度提升。
3）7*24的服務(wù)保證，任意一個或多個有限節(jié)點(diǎn)設(shè)備宕機(jī)，要求不能影響業(yè)務(wù)。
三、LVS的介紹：
LVS是Linux Virtual Server的簡寫，即Linux虛擬服務(wù)器，是一個虛擬的服務(wù)器
集群系統(tǒng)，可以在UNIX/LINUX平臺下實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡集群功能。
該項(xiàng)目是在1998年5月由章文嵩博士組織成立的，是中國國內(nèi)最早出現(xiàn)的自由
軟件項(xiàng)目之一。
四、關(guān)于LVS的配置使用：
LVS負(fù)載均衡調(diào)度技術(shù)是在Linux內(nèi)核中實(shí)現(xiàn)的，因此，被稱為Linux
虛擬服務(wù)器。我們使用該軟件配置LVS時候，不能直接配置內(nèi)核中的ipvs，
而需要使用ipvs的管理工具ipvsadm進(jìn)行管理，ipvs的管理工具ipvsadm管理ipvs。
五、LVS技術(shù)點(diǎn)小結(jié)：
1）真正實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡的工具是ipvs，工作在linux內(nèi)核層面。
2）LVS自帶的ipvs管理工具是ipvsadm。
3）keepalived實(shí)現(xiàn)管理ipvs及對負(fù)載均衡器的高可用。
4）Red hat工具Piranha WEB管理實(shí)現(xiàn)調(diào)度的工具ipvs。
六、LVS體系結(jié)構(gòu)與工作原理：
1）LVS集群負(fù)載均衡接收服務(wù)的所有入站客戶端計算機(jī)請求，并根據(jù)調(diào)度算法決定哪個集群節(jié)點(diǎn)應(yīng)該處理回復(fù)請求。
負(fù)載均衡（LB）有時也被稱為LVS Director(簡稱 Director).
2）LVS虛擬服務(wù)器的體系結(jié)構(gòu)如下圖，一組服務(wù)器通過高速的局域網(wǎng)或者地理分布
的廣域網(wǎng)相互連接，在他們的前端有一個負(fù)載調(diào)度器（Load Balancer）。負(fù)載調(diào)度器能
無縫地將網(wǎng)絡(luò)請求調(diào)度到真正的服務(wù)器上，從而使得服務(wù)器集群的結(jié)構(gòu)對客戶是透明的，
客戶訪問集群系統(tǒng)提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)就像訪問一臺高性能、高可用的服務(wù)器一樣?？蛻舫绦?/p>
不受服務(wù)器集群的影響不需做任何修改。系統(tǒng)的伸縮性通過在服務(wù)集群中透明地加入和刪除
一個節(jié)點(diǎn)來達(dá)到，通過檢測節(jié)點(diǎn)或服務(wù)進(jìn)程故障和正確的重置系統(tǒng)達(dá)到高可用性。由于我們的負(fù)載調(diào)度技術(shù)在
linux內(nèi)核中實(shí)現(xiàn)的，我們稱之為linux虛擬服務(wù)器（Linux Virtual Server）。
七、LVS社區(qū)提供了一個命名的約定：
名稱：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 縮寫? ? ? ? ?
虛擬IP地址（Virtual IP Address）? ? VIP
說明：VIP為Director用于向客戶端計算機(jī)提供服務(wù)的ip地址，
比如： 域名就解析到vip上提供服務(wù)。
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真實(shí)ip地址(Real Server ip Address)? ? 縮寫：VIP
說明：在集群下面節(jié)點(diǎn)上使用的ip地址，物理ip地址。
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Director的ip地址(Director ip Adress)? 縮寫：DIP
說明：Director用于連接內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)的ip地址，物理網(wǎng)卡上的IP地址，
是負(fù)載均衡上的ip。
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客戶端主機(jī)IP地址(Client IP Address)? 縮寫：CIP
說明：客戶端用戶計算機(jī)請求集群服務(wù)器的IP地址，該地址用作發(fā)送
給集群的請求的源ip地址。
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LVS集群內(nèi)部的節(jié)點(diǎn)稱為真實(shí)服務(wù)器(Real server)，也叫做集群節(jié)點(diǎn)。請求集群服務(wù)的
計算機(jī)稱為客戶端計算機(jī)。
與計算機(jī)通常在網(wǎng)上交換數(shù)據(jù)包的方式相同，客戶端計算機(jī)、Director
和真實(shí)服務(wù)器使用IP地址彼此進(jìn)行通信。
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八、LVS集群的3種工作模式介紹與原理講解
1）IP虛擬服務(wù)軟件ipvs，在調(diào)度器的實(shí)現(xiàn)技術(shù)中，IP負(fù)載均衡技術(shù)是
效率最高的。在已用的ip負(fù)載均衡技術(shù)中有通過網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換
（Network Address Translation）將一組服務(wù)器構(gòu)成一個高性能的、高可用的虛擬服務(wù)器，
我們稱之為VS、NAT技術(shù)（Virtual Server Network Adress Translation）。
2）在分析VS/NAT的缺點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的非對稱性的基礎(chǔ)上，我們提出通過IP隧道實(shí)現(xiàn)虛擬服務(wù)器的
方法VS/TUN(Virtual Server via IP Tunneling)和通過直接路由實(shí)現(xiàn)虛擬服務(wù)
器的方法VS/DR(Virtual Server via Director Routing),它們可以極大地提高系統(tǒng)的伸縮性。
3）淘寶開源的模式FULLNAT。
LVS的四種工作模式：
縮寫及全拼：
NAT(Network Adress Translation)、TUN(Tunneling)、
DR(Director Routing)、FULLNAT(FULL Network address Translation)
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九、什么是ARP協(xié)議：
1) ARP協(xié)議：全稱"Address Resolution Protocol"，中文名地址解析協(xié)議，使用ARP協(xié)議可
實(shí)現(xiàn)通過IP地址獲得得對應(yīng)主機(jī)的物理地址(MAC地址)。
在TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，每個聯(lián)網(wǎng)的主機(jī)都會被分配一個32位的ip地址，
這種互聯(lián)網(wǎng)地址是在網(wǎng)際范圍標(biāo)識主機(jī)的一種邏輯地址。為了讓報文在
物理網(wǎng)路上傳輸，還必須要知道對方目的主機(jī)的物理地址(MAC)才行。這樣就存在把IP地址變成
物理地址的地址轉(zhuǎn)換的問題。
在以太網(wǎng)環(huán)境，為了正確地目的主機(jī)傳送報文，必須把目的主機(jī)的32位IP
地址轉(zhuǎn)換成為目的主機(jī)48位以太網(wǎng)的地址(MAC地址)。這就需要在互聯(lián)層有一個服務(wù)或功能將
IP地址轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的物理地址(MAC地址)，這個服務(wù)或者功能就是ARP協(xié)議。
所謂的“地址解析”，就是主機(jī)在發(fā)送幀之前將目標(biāo)IP地址轉(zhuǎn)換成目標(biāo)MAC地址的過程，
ARP協(xié)議的基本功能就是通過目標(biāo)設(shè)備的ip地址，查詢目標(biāo)設(shè)備的MAC地址，以保證主機(jī)
間互相通信的順利進(jìn)行。
ARP協(xié)議和DNS有點(diǎn)相像之處，不同點(diǎn)是：DNS是在域名和IP之間的解析，另外，ARP協(xié)議不需要
配置服務(wù)，而DNS要配置服務(wù)才行。
ARP協(xié)議要求通信的主機(jī)雙方必須在同一個物理網(wǎng)段(即局域網(wǎng))!
2)關(guān)于ARP的小結(jié)：
1.ARP全稱“Address Resolution Protocol”；
2.實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)通過IP地址獲取主機(jī)的MAC地址；
3.MAC地址48位主機(jī)的物理地址，局域網(wǎng)內(nèi)唯一；
4.ARP協(xié)議類似DNS服務(wù)，但不需要配置服務(wù)。
5.ARP協(xié)議是三層協(xié)議。
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十、ARP緩存表：
1）每臺安裝有TCP/IP協(xié)議的電腦都會有一個ARP緩存表(windows 命令提示符里輸入arp -a即可)。
表里的ip地址與MAC地址是一一對應(yīng)的。
arp常用命令:
arp -a :查所有記錄
arp -d ：清除
arp -s ：綁定IP和MAC
2）ARP緩存表是把雙刃劍：
1.主機(jī)有了arp緩存表，可以加快ARP的解析速度，減少局域網(wǎng)內(nèi)廣播風(fēng)暴。
2.正是有了arp緩存表，給惡意黑客帶來了攻擊服務(wù)器主機(jī)的風(fēng)險，這個就是arp欺騙攻擊。
3.切換路由器，負(fù)載均衡器等設(shè)備時，可能會導(dǎo)致短時網(wǎng)絡(luò)中斷。
3）為啥用ARP協(xié)議？
OSI模型把網(wǎng)絡(luò)工作分為七層，彼此不直接通信打交道，只通過接口。IP地址工作在第三層，
MAC地址工作在第二層。當(dāng)協(xié)議在發(fā)送數(shù)據(jù)包時，需要先封裝第三層IP地址，第二層MAC地址的報頭，
但是協(xié)議只知道目的節(jié)點(diǎn)的ip地址，不知道目的節(jié)點(diǎn)的MAC地址，又不能跨第二、三層，所以得用ARP協(xié)議服務(wù)，
來幫助獲取目的節(jié)點(diǎn)的MAC地址。
4）ARP在生產(chǎn)環(huán)境產(chǎn)生的問題及解決辦法：
1.ARP病毒，ARP欺騙
2.高可用服務(wù)器對之間切換時要考慮ARP緩存的問題。
3.路由器等設(shè)備無縫遷移時需要考慮ARP緩存的問題，例如：更換辦公室的路由器。
5）ARP欺騙原理：
ARP攻擊就是通過偽造IP地址和MAC地址對實(shí)現(xiàn)ARP欺騙的，如果一臺主機(jī)中了ARP病毒，
那么它就能在網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生大量的ARP通信量，很快的進(jìn)行廣播以至于使網(wǎng)絡(luò)阻塞，攻擊者
只要持續(xù)不斷的發(fā)出偽造的ARP響應(yīng)就能更改局域網(wǎng)中目標(biāo)主機(jī)ARP緩存中的IP-MAC條目，
造成網(wǎng)絡(luò)中斷或者中間人攻擊。
LVS共有三種模式，優(yōu)缺點(diǎn)比較如下：
NAT模式
優(yōu)點(diǎn)：集群中的物理服務(wù)器可以使用任何支持TCP/IP操作系統(tǒng)，物理服務(wù)器可以分配Internet的保留私有地址，只有負(fù)載均衡器需要一個合法的IP地址。
不足：擴(kuò)展性有限。當(dāng)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)（普通PC服務(wù)器）數(shù)據(jù)增長到20個或更多時,負(fù)載均衡器將成為整個系統(tǒng)的瓶頸，因?yàn)樗械恼埱蟀蛻?yīng)答包都需要經(jīng)過負(fù)載均衡器再生。假使TCP包的平均長度是536字節(jié)的話，平均包再生延遲時間大約為60us（在Pentium處理器上計算的，采用更快的處理器將使得這個延遲時間變短），負(fù)載均衡器的最大容許能力為8.93M/s，假定每臺物理服務(wù)器的平臺容許能力為400K/s來計算，負(fù)責(zé)均衡器能為22臺物理服務(wù)器計算。
TUN模式
我們發(fā)現(xiàn)，許多Internet服務(wù)（例如WEB服務(wù)器）的請求包很短小，而應(yīng)答包通常很大。
優(yōu)點(diǎn)：負(fù)載均衡器只負(fù)責(zé)將請求包分發(fā)給物理服務(wù)器，而物理服務(wù)器將應(yīng)答包直接發(fā)給用戶。所以，負(fù)載均衡器能處理很巨大的請求量，這種方式，一臺負(fù)載均衡能為超過100臺的物理服務(wù)器服務(wù)，負(fù)載均衡器不再是系統(tǒng)的瓶頸。使用VS-TUN方式，如果你的負(fù)載均衡器擁有100M的全雙工網(wǎng)卡的話，就能使得整個Virtual Server能達(dá)到1G的吞吐量。
不足：但是，這種方式需要所有的服務(wù)器支持”IP Tunneling”(IP Encapsulation)協(xié)議，我僅在Linux系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了這個，如果你能讓其它操作系統(tǒng)支持，還在探索之中。
DR模式
優(yōu)點(diǎn)：和VS-TUN一樣，負(fù)載均衡器也只是分發(fā)請求，應(yīng)答包通過單獨(dú)的路由方法返回給客戶端。與VS-TUN相比，VS-DR這種實(shí)現(xiàn)方式不需要隧道結(jié)構(gòu)，因此可以使用大多數(shù)操作系統(tǒng)做為物理服務(wù)器，其中包括：Linux 2.0.36、2.2.9、2.2.10、2.2.12；Solaris 2.5.1、2.6、2.7；FreeBSD 3.1、3.2、3.3；NT4.0無需打補(bǔ)??；IRIX 6.5；HPUX11等。
不足：要求負(fù)載均衡器的網(wǎng)卡必須與物理網(wǎng)卡在一個物理段上
ipvsadm核心功能：
集群服務(wù)管理：增、刪、改
集群服務(wù)的RS管理：增、刪、改
查看
ipvsadm工具的使用:
ipvsadm安裝
命令幫助
管理集群服務(wù)：增、改、刪
增、修改：
刪除：
管理集群上的RS：增、改、刪
增、改：
刪：
選項(xiàng)：
lvs類型：
-w weight：權(quán)重
創(chuàng)建一個LVS集群
查看集群
向集群添加Real Server
刪除RS
刪除集群
修改集群
保存規(guī)則
清空集群中的規(guī)則
加載保存的ipvsadm規(guī)則
將規(guī)則保存到能開啟服務(wù)自動加載的文件里 /etc/sysconfig/ipvsadm
/etc/sysconfig/ipvsadm默認(rèn)是不存在的, 因此無法直接啟動服務(wù), 因?yàn)閕pvsadm的service文件, 啟動時會讀取該文件內(nèi)容
因此, 需要手動創(chuàng)建該文件, 并且, 即使該文件內(nèi)容為空, 也無所謂, 只不過是啟動服務(wù)后是沒有任何規(guī)則的
將先前保存到/data/ipvsadm.rule文件中的規(guī)則導(dǎo)入內(nèi)存中
停止ipvsadm服務(wù), 測試加載的規(guī)則會被自動保存到/etc/sysconfig/ipvsadm.service文件中
停止服務(wù)后, 內(nèi)存中的規(guī)則也會被清空
注意:
再次啟動ipvsadm, 驗(yàn)證ipvsadm會從/etc/sysconfig/ipvsadm文件中讀取規(guī)則
驗(yàn)證服務(wù)開機(jī)自動啟動會加載規(guī)則
補(bǔ)充:
加載到內(nèi)存的ipvsadm的規(guī)則會存在 /proc/net/ip_vs 文件里, 以16進(jìn)制數(shù)字顯示
清空定義的所有內(nèi)容
清空計數(shù)器
查看
linux中的、、、、2、2、21、、，總歸要面對的
為了更好的理解這個問題，我們需要追本溯源。
執(zhí)行一個shell命令行時通常會自動打開三個標(biāo)準(zhǔn)文件
(1) 、標(biāo)準(zhǔn)輸入文件（stdin）
通常對應(yīng)終端的鍵盤。
(2)、標(biāo)準(zhǔn)輸出文件（stdout）。
(3)、標(biāo)準(zhǔn)錯誤輸出文件（stderr）。
(2)和(3)這兩個文件都對應(yīng)終端的屏幕。
進(jìn)程將從標(biāo)準(zhǔn)輸入文件中得到輸入數(shù)據(jù)。
將正常輸出數(shù)據(jù)輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出文件[顯示器]。
將錯誤信息送到標(biāo)準(zhǔn)錯誤文件中[顯示器]。
下圖所示：
0、1、2表示一個文件描述符
但是，有時候我們不想把一些進(jìn)程處理后信息輸出到顯示器。
這時我們就引出了重定向。
改變標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出的方向
三種重定向：
1、重定向標(biāo)準(zhǔn)輸出，包括兩種。
(1)、(覆蓋)，等價1
將命令執(zhí)行的結(jié)果輸出到指定文件，非顯示器。
(2) 、(追加)，等價1
將命令執(zhí)行的結(jié)果追加到指定文件，非顯示器。
2、 重定向標(biāo)準(zhǔn)輸入，包括兩種。
(1) 、
將命令中接收的輸入途徑，由鍵盤改為指定文件。
(2) 、[Here Document]
命令序列傳遞到一個交互程序或者命令中。
3、 重定向標(biāo)準(zhǔn)錯誤，包括兩種。
(1) 、2(覆蓋)
將命令執(zhí)行的結(jié)果輸出到指定文件。
(2) 、2(追加)
將命令執(zhí)行的結(jié)果追加到指定文件。
1、重定向標(biāo)準(zhǔn)輸出和重定向標(biāo)準(zhǔn)錯誤到同一個文件中
有以下的幾種方式
(1) 、21
(2) 、
(3) 、
2、 兩個特殊文件
(1) 、/dev/nul
過濾標(biāo)準(zhǔn)錯誤信息
意思就是不想顯示結(jié)果就輸出到這里面。
(2) 、/dev/zero
創(chuàng)建指定長度的文件
案例1：
測試 and
案例2：
測試 and
測試
測試
案例3：
測試2 and 2
案例4：
測試重定向標(biāo)準(zhǔn)輸出和重定向標(biāo)準(zhǔn)錯誤到同一個文件中
(1)、
(2)、
與上面的案例類似，不做解釋
(3) 、21
案例5：
使用/dev/nul文件
有時候我們使用命令，不想將輸出的信息顯示到界面
這時我們可以使用 /dev/nul[常用]
簡單測試修改demo 用戶密碼
重慶分公司
重慶分公司
