一、四层负载均衡介绍
什么是四层负载均衡
所谓四层负载均衡，也就是主要通过报文中的目标地址和端口，再加上负载均衡设备设置的服务器选择方式，决定最终选择的内部服务器。
以常见的TCP为例，负载均衡设备在接收到第一个来自客户端的SYN 请求时，选择一个最佳的服务器，并对报文中目标IP地址进行修改(改为后端服务器IP），直接转发给该服务器。TCP的连接建立，即三次握手是客户端和服务器直接建立的，负载均衡设备只是起到一个类似路由器的转发动作。在某些部署情况下，为保证服务器回包可以正确返回给负载均衡设备，在转发报文的同时可能还会对报文原来的源地址进行修改。
应用场景
1.四层+七层来做负载均衡，四层可以保证七层的负载均衡的高可用性；
2.负载均衡可以做端口转发
3.数据库读写分离
四层负载均衡特点
1.四层负载均衡仅能转发TCP/IP协议、UDP协议、通常用来转发端口，如：tcp/22、udp/53；
2.四层负载均衡可以用来解决七层负载均衡端口限制问题；（七层负载均衡最大使用65535个端口号）
3.四层负载均衡可以解决七层负载均衡高可用问题；（多台后端七层负载均衡能同时的使用）
4.四层的转发效率比七层的高得多，但仅支持tcp/ip协议，不支持http和https协议；
5.通常大并发场景通常会选择使用在七层负载前面增加四层负载均衡。
二、四层负载均衡环境搭建
环境准备
| 主机 | IP | 身份 |
|---|---|---|
| lb4 | 172.16.1.6，10.0.0.6 | 四层负载均衡 |
| lb01 | 172.16.1.4，10.0.0.4 | 七层负载均衡 |
| lb02 | 172.16.1.5，10.0.0.5 | 七层负载均衡 |
lb4和lb02搭建Nginx
# 配置yum源 [nginx-stable] name=nginx stable repo baseurl=http://nginx.org/packages/centos/$releasever/$basearch/ gpgcheck=1 enabled=1 gpgkey=https://nginx.org/keys/nginx_signing.key module_hotfixes=true # 安装Nginx [root@lb02 ~]# yum install nginx -y [root@lb4 ~]# yum install nginx -y # 创建用户 [root@lb02 ~]# groupadd www -g 666 && useradd www -u 666 -g 666 -s /sbin/nologin -M [root@lb4 ~]# groupadd www -g 666 && useradd www -u 666 -g 666 -s /sbin/nologin -M # 配置nginx [root@lb02 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf user www; [root@lb4 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf user www; # 启动Nginx [root@lb4 ~]# systemctl start nginx && systemctl enable nginx && systemctl status nginx [root@lb02 ~]# systemctl start nginx && systemctl enable nginx && systemctl status nginx
将lb01配置同步到lb02
[root@lb01 ~]# scp /etc/nginx/conf.d/* 172.16.1.5:/etc/nginx/conf.d/ [root@lb01 ~]# scp /etc/nginx/proxy_params 172.16.1.5:/etc/nginx/
测试lb02的负载均衡
[root@lb02 ~]# nginx -t && systemctl restart nginx #配置hosts测试 10.0.0.5 linux.wp.com
三、配置四层负载均衡
四层负载均衡语法
Syntax: stream { ... }
Default: —
Context: main
#示例：四层负载均衡stream模块跟http模块在同一级别，不能配置在http里面
stream {
upstream backend {
server backend1.example.com:12345 weight=5;
server 127.0.0.1:12345 max_fails=3 fail_timeout=30s;
}
server {
listen 12345;
proxy_connect_timeout 1s;
proxy_timeout 3s;
proxy_pass backend;
}
}
配置nginx主配置文件
[root@lb4 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf
#注释http层所有内容
user www;
worker_processes 1;
error_log /var/log/nginx/error.log warn;
pid /var/run/nginx.pid;
events {
worker_connections 1024;
}
#添加一个包含文件
include /etc/nginx/conf.c/*.conf;
#http {
# include /etc/nginx/mime.types;
# default_type application/octet-stream;
# log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
# '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
# '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
# access_log /var/log/nginx/access.log main;
# sendfile on;
# #tcp_nopush on;
# keepalive_timeout 65;
# #gzip on;
# include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
#}
配置四层负载均衡
#创建目录
[root@lb4 ~]# mkdir /etc/nginx/conf.c
#配置
[root@lb4 ~]# vim /etc/nginx/conf.c/linux.lb4.com.conf
stream {
upstream lbserver {
server 10.0.0.4:80;
server 10.0.0.5:80;
}
server {
listen 80;
proxy_pass lbserver;
proxy_connect_timeout 1s;
proxy_timeout 3s;
}
}
# 启动Nginx
[root@lb4 ~]# nginx -t && systemctl start nginx
# 配置hosts访问
10.0.0.6 linux.lb4.com
四层负载均衡配置日志
#四层负载均衡是没有access的日志的，因为在nginx.conf的配置中，access的日志格式是配置在http下的，而四层负载均衡配置是在http以外的；
#如果需要日志则需要配置在stream下面
[root@lb4 ~]# vim /etc/nginx/conf.c/linux.lb4.com.conf
stream {
log_format proxy '$remote_addr $remote_port - [$time_local] $status $protocol '
'"$upstream_addr" "$upstream_bytes_sent" "$upstream_connect_time"';
access_log /var/log/nginx/proxy.log proxy;
upstream lbserver {
server 10.0.0.4:80;
server 10.0.0.5:80;
}
server {
listen 80;
proxy_pass lbserver;
proxy_connect_timeout 1s;
proxy_timeout 3s;
}
}
#查看所有web服务器日志
[root@web01 ~]# tail -f /var/log/nginx/access.log
[root@web02 ~]# tail -f /var/log/nginx/access.log
四、四层负载端口转发
请求负载均衡的5555端口，跳转到web01的22端口
#简单配置
stream {
server {
listen 5555;
proxy_pass 172.16.1.7:22;
}
}
#一般配置
stream {
upstream ssh_7 {
server 10.0.0.7:22;
}
server {
listen 5555;
proxy_pass ssh_7;
}
}
# 测试
[D:\~]$ ssh root@10.0.0.6:5555
成功跳转
请求负载均衡的6666端口，跳转至172.16.1.51:3306
stream {
upstream db_51 {
server 172.16.1.51:3306;
}
server {
listen 6666;
proxy_pass db_51;
}
}
数据库从库的负载均衡
stream {
upstream dbserver {
server 172.16.1.51:3306;
server 172.16.1.52:3306;
server 172.16.1.53:3306;
server 172.16.1.54:3306;
server 172.16.1.55:3306;
server 172.16.1.56:3306;
}
server {
listen 5555;
proxy_pass dbserver;
}
}
