ipvsadm詳解

一、ipvsadm概述

ipvsadm是一個Linux內核中的IP負載均衡工具，它對應的用戶控制程序是ipvsadm。

使用ipvsadm可以配置4層負載均衡，並支持多種負載均衡演算法，還可以基於策略路由、NAT等技術對請求進行轉發。ipvsadm支持TCP和UDP協議，並可擴展到7層負載均衡。

ipvsadm配置文件路徑：/etc/sysconfig/ipvsadm

二、ipvsadm命令

1、ipvsadm -L

該命令用於列出所有的虛擬服務和伺服器。可以通過「-n」選項來只顯示IP地址而不解析為域名，通過「-t」選項來只顯示TCP虛擬服務和伺服器，通過「-u」選項來只顯示UDP虛擬服務和伺服器。

ipvsadm -L [-n] [-t] [-u]

2、ipvsadm -A

該命令用於添加虛擬服務或者伺服器。需要指定虛擬服務的協議（TCP或UDP）、IP地址和埠，以及在哪些真實伺服器中進行轉發。

在每台真實伺服器上需要先開啟IP_forwarding功能。

ipvsadm -A -t|u vip_address:port -s scheduling -p [real_server:porti] -g [real_server_group_name]

3、ipvsadm -R

該命令用於修改虛擬服務或真實伺服器的參數配置。

ipvsadm -R [-t|u] vip_address:port -s scheduling -p [real_server:port] -g [real_server_group_name] 

4、ipvsadm -D

該命令用於刪除虛擬服務或者真實伺服器。

ipvsadm -D [-t|u] vip_address:port [-r real_server:port] [-g real_server_group_name]

5、ipvsadm -C

該命令用於清空所有虛擬服務及伺服器。

ipvsadm -C

三、ipvsadm負載均衡演算法

1、輪詢（RR）

演算法描述：輪詢演算法採用輪詢的方式依次將請求分發到不同的伺服器上，它是一種簡單易理解的演算法，每個伺服器均勻分配請求。

示例代碼：

#添加虛擬服務
ipvsadm -A -t 192.168.1.100:80 -s rr

#添加真實伺服器
ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.10:80 -m
ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.11:80 -m
ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.12:80 -m

2、最小連接數（LC）

演算法描述：最小連接數演算法將請求發送給當前活躍連接數最少的伺服器，它的優點是可以進行動態平衡，但在短時間內出現的請求波動時，它可能會將請求分配給當前使用狀況較好的伺服器，而非負載較低的伺服器。

示例代碼：

#添加虛擬服務
ipvsadm -A -t 192.168.1.100:80 -s lc

#添加真實伺服器
ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.10:80 -m
ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.11:80 -m
ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.12:80 -m

3、源地址哈希（SH）

演算法描述：源地址哈希演算法根據請求源IP地址，從預先分配的伺服器群中選擇一台伺服器來處理請求。

示例代碼：

#添加虛擬服務
ipvsadm -A -t 192.168.1.100:80 -s sh

#添加真實伺服器
ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.10:80 -m
ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.11:80 -m
ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.12:80 -m

四、ipvsadm高可用設置

1、LVS + Keepalived

通過LVS + Keepalived的方式可以實現高可用的負載均衡，自動探測故障伺服器，並將請求轉發到健康的伺服器。

示例代碼：

#配置實時同步組網
ipvsadm -A -t 192.168.0.100:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.0.100:80 -r 192.168.0.101:80 -g w1
ipvsadm -a -t 192.168.0.100:80 -r 192.168.0.102:80 -g w1
ipvsadm -G w1 -p 120 -u 3600 -t 300

#配置keepalived
vrrp_script chk_server {
        script "/usr/local/keepalived/sh/check_server.sh"
        interval 2
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth1
    virtual_router_id 51
    priority 101
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.0.100/24 brd 192.168.0.255 dev eth1
    }
    track_script {
        chk_server
    }
}

2、LVS + HAProxy

通過LVS + HAProxy的方式可以實現雙重負載均衡，LVS作為前端負責物理層面上的負載均衡，HAProxy作為後端，負責對具體的資源請求進行分發。

示例代碼：

#配置LVS
ipvsadm -A -t 192.168.0.100:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.0.100:80 -r 192.168.0.101:80 -m
ipvsadm -a -t 192.168.0.100:80 -r 192.168.0.102:80 -m

#配置HAProxy
listen web 192.168.0.100:80
    bind *:80
    mode http
    stats enable
    stats uri /haproxy?stats
    option httplog
    option forwardfor
    balance roundrobin
    server one 192.168.0.101:80 check inter 1000 rise 1 fall 2
    server two 192.168.0.102:80 check inter 1000 rise 1 fall 2

五、ipvsadm其他參數設置

1、nat模式

在nat模式下，請求通過虛擬IP地址發送到LVS機器上，然後再被返回到客戶端。

#添加虛擬服務
ipvsadm -A -t 192.168.1.100:80 -s rr -m

#添加真實伺服器
ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.10:80 -m
ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.11:80 -m
ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.12:80 -m

2、tunnel模式

在tunnel模式下，LVS通過隧道將請求轉發到目標伺服器，目標伺服器返回數據也通過隧道經過LVS返回。

#添加虛擬服務
ipvsadm -A -t 192.168.1.100:80 -s rr -m --tunnel-id 100

#添加真實伺服器
ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.10:80 -m --tunnel-id 100
ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.11:80 -m --tunnel-id 100
ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.12:80 -m --tunnel-id 100

3、DR模式

在DR模式下，LVS完成轉發後，請求和響應數據不經過LVS返回，而是直接返回到客戶端和伺服器之間。

#添加虛擬服務
ipvsadm -A -t 192.168.1.100:80 -s rr --dr

#添加真實伺服器
ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.10:80 -g w1 -w 1
ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.11:80 -g w2 -w 1
ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.12:80 -g w3 -w 1
ipvsadm -G w1 -N 1 -l
ipvsadm -G w2 -N 1 -l
ipvsadm -G w3 -N 1 -l

六、小結

ipvsadm是一款功能強大、配置靈活的負載均衡工具，支持多種負載均衡演算法和配置模式，通過對負載均衡的控制，可以有效地提高服務的可用性和性能。