如何配置OVN負(fù)載均衡器？
譯者簡介：鄭敏先，就職于諾云系統(tǒng)(上海)有限公司。工作地點為南京的諾云研發(fā)中心。擔(dān)任解決方案工程師。
概述
基于我的上一篇文章，接下來我將介紹OVN的負(fù)載平衡特性。 但在開始之前，我們來看看上一個實驗中的配置。
OVN 負(fù)載均衡器
OVN負(fù)載均衡器旨在為OVN邏輯網(wǎng)絡(luò)空間內(nèi)的工作負(fù)載提供非常基本的負(fù)載均衡服務(wù)。由于其簡單的功能集，它不是設(shè)計用于替換那些為高級用例提供更多花里胡哨的功能的硬件負(fù)載均衡器。
其它負(fù)載均衡器大多使用基于哈希的算法來平衡VIP的請求到邏輯空間內(nèi)的相關(guān)IP地址池。由于哈希算法是使用客戶端請求的頭來計算的，所以平衡應(yīng)當(dāng)是隨機(jī)性的，其中每個單獨的客戶端請求在連接的持續(xù)時間內(nèi)始終選擇同一個負(fù)載均衡池的特定成員。
實驗物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?/strong>
OVN 邏輯網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?
OVN中的負(fù)載平衡可以應(yīng)用于邏輯交換機(jī)或邏輯路由器。選擇何種方式取決于您的具體要求。每種方法都有注意事項。
當(dāng)應(yīng)用于邏輯路由器時，需要牢記以下注意事項：
- 負(fù)載平衡只能應(yīng)用于“集中式”路由器(即網(wǎng)關(guān)路由器)。
- 第1個注意事項已經(jīng)決定了路由器上的負(fù)載平衡是非分布式服務(wù)。
應(yīng)用于邏輯交換機(jī)時，需要牢記以下注意事項：
- 負(fù)載平衡是“分布式”的，因為它被應(yīng)用于潛在的多個OVS主機(jī)。
- 僅在來自VIF(虛擬接口)的流量入口處評估邏輯交換機(jī)上的負(fù)載平衡。這意味著它必須應(yīng)用在“客戶端”邏輯交換機(jī)上，而不是在“服務(wù)器”邏輯交換機(jī)上。
- 由于第2個注意事項，您可能需要根據(jù)您的設(shè)計規(guī)模對多個邏輯交換機(jī)應(yīng)用負(fù)載平衡。
使用我們的的“偽虛擬機(jī)”作為Web服務(wù)器
為了演示負(fù)載均衡器，我們希望在我們的“dmz”中創(chuàng)建一對Web服務(wù)器，Web服務(wù)器提供一個可識別它們身份的文件。 為了簡化實驗，我們將使用在我們的vm1/vm2命名空間中分別運(yùn)行的一個python web服務(wù)器。
讓我們啟動web服務(wù)器吧。
在ubuntu2上：
- mkdir /tmp/www
- echo "i am vm1" > /tmp/www/index.html
- cd /tmp/www
- ip netns exec vm1 python -m SimpleHTTPServer 8000
在ubuntu3上：
- mkdir /tmp/www
- echo "i am vm2" > /tmp/www/index.html
- cd /tmp/www
- ip netns exec vm2 python -m SimpleHTTPServer 8000
上面的命令將創(chuàng)建一個web服務(wù)器，監(jiān)聽TCP 8000。
我們還希望能夠測試與我們的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的連通性。 為此，我們將從Ubuntu主機(jī)的全局命名空間使用curl。如果curl還沒有被安裝，那么需要先安裝它。
- apt-get -y install curl
配置負(fù)載均衡器規(guī)則
首先，需要定義我們的負(fù)載均衡規(guī)則，即VIP和后端服務(wù)器IP池。 這里涉及的是在OVN北向數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建一個條目，并捕獲生成的UUID。 在的這次實驗中，我們將使用位于實驗室“數(shù)據(jù)”網(wǎng)絡(luò)中的VIP 10.127.0.254。 我們將使用vm1/vm2的地址作為池IP。
在ubuntu1上：
- uuid=`ovn-nbctl create load_balancer vips:10.127.0.254="172.16.255.130,172.16.255.131"`
- echo $uuid
上述命令在北向數(shù)據(jù)庫的load_balancer表中創(chuàng)建一個條目，并將生成的UUID存儲到變量“uuid”。 我們將在后面的命令中引用這個變量。
在網(wǎng)關(guān)路由器上配置負(fù)載均衡
在OVN網(wǎng)關(guān)路由器“edge1”上開啟負(fù)載均衡器功能。
在ubuntu1上：
- ovn-nbctl set logical_router edge1 load_balancer=$uuid
您可以通過檢查edge1的數(shù)據(jù)庫條目來驗證是否成功開啟負(fù)載均衡器功能。
- ovn-nbctl get logical_router edge1 load_balancer
現(xiàn)在，我們可以從任何Ubuntu主機(jī)的全局命名空間連接到VIP。
- root@ubuntu1:~# curl 10.127.0.254:8000
- i am vm2
- root@ubuntu1:~# curl 10.127.0.254:8000
- i am vm1
- root@ubuntu1:~# curl 10.127.0.254:8000
- i am vm2
測試多次之后，可以確認(rèn)負(fù)載平衡是相當(dāng)隨機(jī)的。
讓我們看看禁用一個Web服務(wù)器會發(fā)生什么。 嘗試停止在vm1命名空間中運(yùn)行的python進(jìn)程。 這是我得到的輸出結(jié)果：
- root@ubuntu1:~# curl 10.127.0.254:8000
- curl: (7) Failed to connect to 10.127.0.254 port 8000: Connection refused
- root@ubuntu1:~# curl 10.127.0.254:8000
- i am vm2
如您所見，負(fù)載均衡器未執(zhí)行任何類型的運(yùn)行狀態(tài)檢查。 目前的計劃是，運(yùn)行狀態(tài)檢查將由協(xié)調(diào)解決方案(如Kubernetes)執(zhí)行，該功能將在未來某個時間點被加入。
在進(jìn)行下一個測試之前，在vm1上重新啟動python Web服務(wù)器。
負(fù)載均衡器在虛擬機(jī)外部運(yùn)行著，讓我們來看看從內(nèi)部虛擬機(jī)訪問VIP時會發(fā)生什么。
在ubuntu2上調(diào)用vm3的curl：
- root@ubuntu2:~# ip netns exec vm3 curl 10.127.0.254:8000
- i am vm1
- root@ubuntu2:~# ip netns exec vm3 curl 10.127.0.254:8000
- i am vm2
很棒， 這似乎也正常工作了，但有個地方很有意思。 來看我們的OVN網(wǎng)絡(luò)的邏輯圖，并考慮來自vm3的curl請求的流量。 另外，看看python web服務(wù)器的部分日志：
- 10.127.0.130 - - [29/Sep/2016 09:53:44] "GET / HTTP/1.1" 200 -
- 10.127.0.129 - - [29/Sep/2016 09:57:42] "GET / HTTP/1.1" 200 -
注意日志中的客戶端IP地址。***個IP是上一輪測試的ubuntu1。第二個IP是edge1(來自vm3的請求)。為什么請求來自edge1而不是直接來自vm3?答案是，實現(xiàn)負(fù)載平衡的OVN開發(fā)人員使用了一種稱為“代理模式”的方法，其中負(fù)載均衡器在某些情況下隱藏了客戶端IP。為什么這是必要的?想想如果Web服務(wù)器看到vm3的真實IP會發(fā)生什么。來自服務(wù)器的響應(yīng)將直接路由回到vm3，繞過edge1上的負(fù)載均衡器。從vm3的角度來看，它看起來像是向VIP發(fā)出請求，但收到了來自其中一個Web服務(wù)器的真實IP的回復(fù)。(如果不使用代理模式)負(fù)載均衡器就不工作了，這就是為什么代理模式功能很重要。
為了進(jìn)行第二輪測試，先刪除負(fù)載均衡器配置
- ovn-nbctl clear logical_router edge1 load_balancer
- ovn-nbctl destroy load_balancer $uuid
在邏輯交換機(jī)上配置負(fù)載均衡
接下來的實驗將負(fù)載均衡規(guī)則應(yīng)用到邏輯交換機(jī)，會發(fā)生什么呢? 由于我們將負(fù)載均衡從邊緣移開，***步需要創(chuàng)建一個帶有內(nèi)部VIP的新的負(fù)載均衡器。 我們將使用172.16.255.62作為VIP。
在ubuntu1上：
- uuid=`ovn-nbctl create load_balancer vips:172.16.255.62="172.16.255.130,172.16.255.131"`
- echo $uuid
***個測試:將負(fù)載均衡器應(yīng)用于“內(nèi)部”邏輯交換機(jī)。
在ubuntu1上：
- # apply and verify
- ovn-nbctl set logical_switch inside load_balancer=$uuid
- ovn-nbctl get logical_switch inside load_balancer
然后從vm3測試(位于“inside”):
- root@ubuntu2:~# ip netns exec vm3 curl 172.16.255.62:8000
- i am vm1
- root@ubuntu2:~# ip netns exec vm3 curl 172.16.255.62:8000
- i am vm1
- root@ubuntu2:~# ip netns exec vm3 curl 172.16.255.62:8000
- i am vm2
實驗貌似成功了。
再從“inside”刪除負(fù)載均衡器，并將其應(yīng)用于“dmz”。在ubuntu1上：
- ovn-nbctl clear logical_switch inside load_balancer
- ovn-nbctl set logical_switch dmz load_balancer=$uuid
- ovn-nbctl get logical_switch dmz load_balancer
然后再次從 vm3測試:
- root@ubuntu2:~# ip netns exec vm3 curl 172.16.255.62:8000
- ^C
不好，它掛起了。 那我們試試從vm1(它也駐留在“dmz”)測試:
- root@ubuntu2:~# ip netns exec vm1 curl 172.16.255.62:8000
- ^C
也不行。 這強(qiáng)烈說明了對客戶端的邏輯交換機(jī)而不是服務(wù)器的邏輯交換機(jī)應(yīng)用負(fù)載平衡的要求。一定要清理環(huán)境。
在ubuntu1上：
- ovn-nbctl clear logical_switch dmz load_balancer
- ovn-nbctl destroy load_balancer $uuid
結(jié)語
基本的負(fù)載平衡功能是非常有用的。 由于它直接構(gòu)建到OVN中，意味著在你的SDN解決方案中又少部署一個軟件。 雖然OVN負(fù)載均衡器的功能不多，但是我認(rèn)為它滿足了大部分用戶的需求。我也期望某些不足，如缺乏的健康檢查功能未來能夠在OVN中實現(xiàn)。。在下一篇文章中，我將介紹OVN的網(wǎng)絡(luò)安全功能。
