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LVS(Linux Virtual Server)によるロードバランサの構成（VirtualBox編）

LVS(Linux Virtual Server)とは？

　LVSにはいくつかの構成方法があるが、今回も最も設定が簡単なNAT(Network Address Translation)で負荷分散環境を構成してみたいと思う。このためにはマシンが３台必要となるが、VirtualBoxを利用すれば物理的なマシンを用意する必要がないのでちょっと試してみる場合には重宝する。

　LVSを利用するための設定は、VirtualBoxを利用する場合とリアルなマシンを利用する場合とで異ならないのでどちらで構築していただいても問題ない。今回は更にLVSでセッション維持の設定も行ってみる。

VirtualBoxを利用した負荷分散環境の構築

　VirtualBoxを利用する場合は、ロードバランサの仮想マシンにはネットーワークアダプタを３つ用意する。１．外部向けには"Host-only Adapter"（ホストOSとゲストOSの間で通信ができる）２．内部向けには"内部ネットワーク"（ゲストOS同士でのみ通信ができる）３．インターネット接続とホストOSとのファイル共有用に"NAT"とする。

　"Host-only Adapter"は初期状態ではホストOS側が192.168.56.1、ゲストOS側はDHCPで192.168.56.101以降のアドレスが割り当てられる。今回はこれをホストOS側が192.168.0.1、ロードバランサには192.168.0.8が割り当てられるように変更する。VirtualBoxの[ファイル]-[環境設定]の”ネットワーク”からHost-only Adapterを編集し、”IPv4 アドレス：192.168.0.1”に設定する。また、Host-only AdapterのDHCPサーバは無効にする。

　ロードバランサのIPアドレスの設定はFedoraのデスクトップで[システム]-[管理]-[ネットワーク]メニューを選択することで設定が可能である。Fedoraからはバーチャルマシンのアダプタ１がeth0、アダプタ２がeth1、アダプタ３がeth2として認識されているはずである。eth0及びeth1のサブネットマスクはすべて255.255.255.0に設定する。

　同様に、その他の各マシンには上記の表のようにIPアドレスを設定する。

Host-only Adapterが利用できない場合（Host-only Adapterが利用できれば不要）

　ホストOSに"Microsoft Loopback Adapter"がインストールされていない場合、[コントロールパネル]-[ハードウェアの追加]から”共通ハードウェアの種類：ネットワーク アダプタ”→”製造元：Microsoft”→”ネットワークアダプタ：Microsoft Loopback Adapter”をインストールする。インストールが成功するとこのアダプタは”ローカル エリア接続２”等の名前で認識されるはずである。こちらも、ロードバランサ（192.168.0.8）と通信するために"192.168.0.1"辺りを設定しておく。

負荷分散装置マシンへのipvsadmのインストール

　特に変更しなければipvsadmは/sbinディレクトリにインストールされるはずである。適宜パスを通すか、またはipvsadmの前に/sbin/を付けてフルパスでコマンドを実行することになる。

負荷分散の設定

# ipvsadm -A -t 192.168.0.8:8080 -s rr

　次に負荷分散先としてAP１号機のアドレスを追加する。

# ipvsadm -a -t 192.168.0.8:8080 -r 192.168.100.1 -m

　さらにもう１つの負荷分散先としてAP２号機のアドレスを追加する。

# ipvsadm -a -t 192.168.0.8:8080 -r 192.168.100.2 -m

　設定内容は-Lオプションを指定してipvsadmを実行すると確認できる。

# ipvsadm -L
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.0.8:webcache rr
  -> 192.168.100.2:webcache       Masq    1      0          0         
  -> 192.168.100.1:webcache       Masq    1      0          0         

パケット転送の許可

# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

　設定が正しく行われたかどうか確認するには/proc/sys/net/ipv4/ip_forwardの内容をcat等で表示させて見ると良い。値が1になっていればOKである。

# cat /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
1

　上記の設定は一時的なものでマシンを再起動すると失われてしまう。永続的にパケット転送を許可したい場合は/etc/sysctl.confを以下のように変更する。

# Controls IP packet forwarding
net.ipv4.ip_forward = 1

負荷分散先マシンのデフォルトゲートウェイ設定

設定の確認

セッション維持の設定

# ipvsadm -A -t 192.168.0.8:8080 -s rr -p 300

# ipvsadm -L
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.0.8:webcache rr persistent 360
  -> 192.168.100.2:webcache       Masq    1      0          0         
  -> 192.168.100.1:webcache       Masq    1      0          0         

テスト用の仮想マシン

＜The Linux Virtual Server Project＞
http://www.linuxvirtualserver.org/