集群（一）——LVS負載均衡集群

• 一、企業(yè)群集應(yīng)用
• • 1、群集的含義
  • 2、問題出現(xiàn)
  • 3、解決辦法
  • 4、根據(jù)群集所針對的目標差異進行分類
  • • ①、負載均衡群集
    • ②、高可用群集
    • ③、高性能運算群集
• 二、負載均衡群集架構(gòu)
• 三、負載均衡群集工作模式分析
• • 1、群集的負載調(diào)度技術(shù)有3種工作模式
  • • ①、NAT模式
    • ②、TUN模式
    • ③、DR模式
  • 2、三種工作模式的區(qū)別
• 四、LVS的負載調(diào)度算法
• 五、ipvsadm工具
• 六、案例：LVS-NAT部署
• • 1、需求
  • 2、部署NFS（192.168.184.70）
  • 3、部署web服務(wù)器（192.168.184.20,192.168.184.40）
  • 4、配置負載調(diào)度器
  • 5、測試（在windows上訪問http://12.0.0.1）
• 總結(jié)
• • 三種工作模式的區(qū)別

一、企業(yè)群集應(yīng)用

1、群集的含義

• Cluster，群集，集群
• 由多臺主機構(gòu)成，但對外，只表現(xiàn)為一個整體，

2、問題出現(xiàn)

• 互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，隨著站點對硬件性能、響應(yīng)速度、服務(wù)穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)可靠性等要求越來越高，單臺服務(wù)器力不從心

3、解決辦法

• 使用價格安規(guī)的小型機、大型機
• 使用普通服務(wù)器構(gòu)建服務(wù)群集

4、根據(jù)群集所針對的目標差異進行分類

• 負載均衡群集
• 高可用群集
• 高性能運算群集

①、負載均衡群集

• 提高應(yīng)用系統(tǒng)的響應(yīng)能力、盡可能處理更多的訪問請求、減少延遲為目標，獲得高并發(fā)、高負載(LB)的整體性能。
• LB的負載分配依賴于主節(jié)點的分流算法，將來自客戶機的訪問請求分擔(dān)給多個服務(wù)器節(jié)點，從而緩解整個系統(tǒng)的負載。

②、高可用群集

• 提高應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性、盡可能地減少中斷時間為目標，確保服務(wù)的連續(xù)性，達到高可用(HA) 的容錯效果。
• HA的工作方式包括雙工和主從兩種模式

③、高性能運算群集

• 提高應(yīng)用系統(tǒng)的CPU運算速度、擴展硬件資源和分析能力為目標，獲得相當(dāng)于大型、超級計算機的高性能運算(HPC)能力。
• 高性能依賴于"分布式運算”、“并行計算” ， 通過專用硬件和軟件將多個服務(wù)器的CPU、內(nèi)存等資源整合在一起，實現(xiàn)只有大型、超級計算機才具備的計算能力。

二、負載均衡群集架構(gòu)

• 負載調(diào)度器：對外，由調(diào)度器服務(wù)器提供一個VIP作為統(tǒng)一入口，對內(nèi)，按照分流算法分發(fā)流量/請求給服務(wù)器池
• 服務(wù)器池：服務(wù)器接收、響應(yīng)、處理負載調(diào)度器的任務(wù)
• 共享存儲：共享存儲為服務(wù)器提供存儲空間

三、負載均衡群集工作模式分析

1、群集的負載調(diào)度技術(shù)有3種工作模式

• 地址轉(zhuǎn)換（NAT模式）
• IP隧道 （TUN模式）
• 直接路由（DR模式）

①、NAT模式

• Network Address Translation，簡稱NAT模式
• 類似于防火墻的私有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，負載調(diào)度器作為所有服務(wù)器節(jié)點的網(wǎng)關(guān)，即作為客戶機的訪問入口，也是各節(jié)點回應(yīng)客戶機的訪問出口
• 服務(wù)器節(jié)點使用私有IP地址，與負載調(diào)度器位于同一個物理網(wǎng)絡(luò)，安全性要優(yōu)于其他兩種方

②、TUN模式

• IP Tunnel，簡稱TUN模式
• 采用開放式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，負載調(diào)度器僅作為客戶機的訪問入口，各節(jié)點通過各自的Internet連接直接回應(yīng)客戶機，而不再經(jīng)過負載調(diào)度器
• 服務(wù)器節(jié)點分散在互聯(lián)網(wǎng)中的不同位置,具有獨立的公網(wǎng)IP地址，通過專用IP隧道與負載調(diào)度器相互通信

③、DR模式

• Direct Routing，簡稱DR模式
• 采用半開放式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，與TUN模式的結(jié)構(gòu)類似，但各節(jié)點并不是分散在各地，而是與調(diào)度器位于同一個物理網(wǎng)絡(luò)
• 負載調(diào)度器與各節(jié)點服務(wù)器通過本地網(wǎng)絡(luò)連接，不需要建立專用的IP隧道

2、三種工作模式的區(qū)別

工作模式NATTUN模式DR模式

server number（節(jié)點數(shù)量）	low 10-20	high 100	hign 100
真實網(wǎng)關(guān)	負載調(diào)度器	自由路由器	自由路由器
IP地址	公網(wǎng)+私網(wǎng)	公網(wǎng)	私網(wǎng)
優(yōu)點	安全性高	安全、速度快	性能最好
缺點	效率低、壓力大	需要安全隧道、貴	不能跨越LAN（局域網(wǎng)）

四、LVS的負載調(diào)度算法

• 輪詢(Round Robin)
  • 將收到的訪問請求按照順序輪流分配給群集中的各節(jié)點(真實服務(wù)器) ,均等地對待每一臺服務(wù)器 ，而不管服務(wù)器實際的連接數(shù)和系統(tǒng)負載
• 加權(quán)輪詢 (Weighted Round Robin)
  • 根據(jù)調(diào)度器設(shè)置的權(quán)重值來分發(fā)請求，權(quán)重值高的節(jié)點優(yōu)先獲得任務(wù)，分配的請求數(shù)越多
  • 保證性能強的服務(wù)器承擔(dān)更多的訪問流量
• 最少連接 (Least Connections )
  • 根據(jù)真實服務(wù)器已建立的連接數(shù)進行分配，將收到的訪問請求優(yōu)先分配給連接數(shù)最少的節(jié)點
• 加權(quán)最少連接(Weighted L east Connections )
  • 在服務(wù)器節(jié)點的性能差異較大時，可以為真實服務(wù)器自動調(diào)整權(quán)重
  • 性能較高的節(jié)點將承擔(dān)更大比例的活動連接負載

五、ipvsadm工具

選項功能

-A	添加虛擬服務(wù)器
-D	刪除整個虛擬服務(wù)器
-s	指定負載調(diào)度算法（輪詢：rr、加權(quán)輪詢：wrr、最少連接：lc、加權(quán)最少連接：wlc）
-a	表示添加真實服務(wù)器（節(jié)點服務(wù)器）
-d	刪除某一個節(jié)點
-t	指定 VIP地址及 TCP端口
-r	指定 RIP地址及 TCP端口
-m	表示使用 NAT群集模式
-g	表示使用 DR模式
-i	表示使用 TUN模式
-w	設(shè)置權(quán)重（權(quán)重為 0 時表示暫停節(jié)點）
-p 60	表示保持長連接60秒
-l	列表查看 LVS 虛擬服務(wù)器（默認為查看所有）
-n	以數(shù)字形式顯示地址、端口等信息，常與“-l”選項組合使用。ipvsadm -ln

六、案例：LVS-NAT部署

1、需求

• LVS調(diào)度器作為Web 服務(wù)器池的網(wǎng)關(guān)，LVS具有兩塊網(wǎng)卡，分別連接內(nèi)外網(wǎng)，使用輪詢（rr）調(diào)度算法
• ens33連接內(nèi)網(wǎng)192.168.184.60，ens36連接外網(wǎng)12.0.0.1
• web服務(wù)器1:192.168.184.20
• web服務(wù)器2:192.168.184.40
• NFS服務(wù)器192.168.184.70
• windows客戶端：12.0.0.12

2、部署NFS（192.168.184.70）

systemctl stop firewalld.service systemctl disable firewalld.service setenforce 0yum -y install nfs-utils rpcbindsystemctl start rpcbind.service systemctl start nfs.servicemkdir /opt/ljm mkdir /opt/lucienchmod 777 /opt/ljm chmod 777 /opt/lucienvim /etc/exports /opt/ljm 192.168.184.0/24(rw,sync) /opt/lucien 192.168.184.0/24(rw,sync)exportfs -rv

3、部署web服務(wù)器（192.168.184.20,192.168.184.40）

systemctl stop firewalld.service systemctl disable firewalld.service setenforce 0yum install httpd -y systemctl start httpd.serviceyum -y install nfs-utils rpcbind showmount -e 192.168.184.70systemctl start rpcbindmount.nfs 192.168.184.70:/opt/ljm /var/www/html mount.nfs 192.168.184.70:/opt/lucien /var/www/htmlvim /var/www/html/index.html <html> <body> <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html;charset=utf-8"> <h1>成功不是將來才有的，是從你決定去做的那一刻起，持續(xù)積累來的！！</h1> </body> </html>vim /var/www/html/index.html <html> <body> <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html;charset=utf-8"> <h1>解決問題的唯一辦法，就是讓自己變得更強大！！</h1> </body> </html>注釋DNS，且把網(wǎng)關(guān)地址改為負載調(diào)度器地址

4、配置負載調(diào)度器

systemctl stop firewalld.service systemctl disable firewalld.service setenforce 0vim /etc/sysctl.conf net.ipv4.ip_forward = 1 或 echo '1' > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward sysctl -piptables -t nat -F iptables -F iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.184.0/24 -o ens36 -j SNAT --to-source 12.0.0.1modprobe ip_vs #加載 ip_vs模塊 cat /proc/net/ip_vs #查看 ip_vs版本信息yum -y install ipvsadmipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm 或 ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadmsystemctl start ipvsadm.serviceipvsadm -C #清除原有策略 ipvsadm -A -t 12.0.0.1:80 -s rr ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.184.20:80 -m ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.184.40:80 -m ipvsadm #啟用策略ipvsadm -ln #查看節(jié)點狀態(tài)，Masq代表 NAT模式 ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm #保存策略

5、測試（在windows上訪問http://12.0.0.1）

總結(jié)

三種工作模式的區(qū)別

工作模式NATTUN模式DR模式

server number（節(jié)點數(shù)量）	low 10-20	high 100	hign 100
真實網(wǎng)關(guān)	負載調(diào)度器	自由路由器	自由路由器
IP地址	公網(wǎng)+私網(wǎng)	公網(wǎng)	私網(wǎng)
優(yōu)點	安全性高	安全、速度快	性能最好
缺點	效率低、壓力大	需要安全隧道、貴	不能跨越LAN（局域網(wǎng)）

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的集群（一）——LVS负载均衡集群的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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