群集
群集含义
Cluster，集群、群集
由多台主机构成，但对外只表现为一一个整体，只提供一-个访问入口(域名或IP地址)， 相当于一台大型计算机。
为什么使用群集
互联网应用中，随着站点对硬件性能、响应速度、服务稳定性、数据可靠性等要求越来越高，单台服务器已经无法满足负载均衡及高可用的要求。
如何解决
- 使用价格昂贵的小型机、大型机。（纵向扩容）
- 使用多台相对廉价的普通服务器构建服务群集。（横向扩容）
LVS群集
- 在企业中常用的一种群集技术一LVS （Linux Virtual Server, Linux虚拟服务器）
- 通过整合多台服务器，使用LVS来达到服务器的高可用和负载均衡，并以同一个IP地址对外提供相同的服务。
群集目的
- 提高性能：计算密集应用。如天气预报，核试验模拟。
- 降低成本：相对百万美元的超级计算机，价格便宜。
- 提高可扩展性：只要增加集群节点即可。
- 增强可靠性：多个节点完成相同功能，避免单点失败。
企业群集分类
- 负载均衡群集
- 高可用群集
- 高性能运算群集
负载均衡群集（Load Balance Cluster）
提高应用系统的响应能力、尽可能处理更多的访问请求、减少延迟为目标，获得高并发、负载(LB)的整体性能；
LB的负载分配依赖于主节点的分流算法，将来自客户机的访问请求分担给多个服务器节点，从而缓解整个系统的负载压力。例如，“DNS轮询”、“反向代理” 等。
高可用群集（High Availability Cluster）
提高应用系统的可靠性、尽可能地减少中断时间为目标，确保服务的连续性，达到高可用(HA) 的容错效果。
HA的工作方式包括双工和主从两种模式，双工即所有节点同时在线；主从则只有主节点在线，但当出现故障时从节点能自动切换为主节点。例如，“故障切换” 、“双机热备” 等。
高性能运算群集（High Performance Computer Cluster）
以提高应用系统的CPU运算速度、扩展硬件资源和分析能力为目标，获得相当于大型、超级计算机的高性能运算（HPC）能力。
高性能依赖于"分布式运算”、 “并行计算”，通过专用硬件和软件将多个服务器的CPU、内存等资源整合在一起，实现只有大型、超级计算机才具备的计算能力。例如，'云计算”、 “网格计算”等。
负载均衡群集
负载均衡群集架构
第一层，负载调度器(Load Balancer或Director) 负载均衡层
访问整个群集系统的唯一入口，对外使用所有服务器共有的VIP地址，也称为群集 IP地址。通常会配置主、备两台调度器实现热备份，当主调度器失效以后能够平滑 替换至备用调度器，确保高可用性。
第二层，服务器池(Server Pool) WEB应用层
群集所提供的应用服务、由服务器池承担，其中每个节点具有独立的RIP地址(真 实IP)，只处理调度器分发过来的客户机请求。当某个节点暂时失效时，负载调度 器的容错机制会将其隔离，等待错误排除以后再重新纳入服务器池。
第三层，共享存储(Share Storage) 确保多台服务器使用的是相同的资源
为服务器池中的所有节点提供稳定、一致的文件存取服务，确保整个群集的统一性 共享存储可以使用NAS设备，或者提供NFS共享服务的专用服务器。
（因为节点服务器的资源都是由NAS或NFS提供，所以NAS或NFS需要做主备、或分布式，从而实现高可用。）
负载均衡群集的工作模式
1、地址转换（NAT模式）
2、IP隧道（IP-TUN）
3、直接路由（DR模式）
（通常使用 NAT和DR，使用最多的是DR模式）
1. NAT模式——地址转换
1.Network Address Translation，简称NAT模式
2.类似于防火墙的私有网络结构，负载调度器作为所有服务器节点的网关，即作为客户机的访问入口，也是各节点回应客户机的访问出口，在高并发场景中负载压力高，会成为整个负载均衡的瓶颈。
3.服务器节点使用私有IP地址，与负载调度器位于同一个物理网络，安全性要优于其他两种方式
2. TUN模式——IP隧道
1.IP Tunnel，简称TUN模式
2.采用开放式的网络结构，负载调度器仅作为客户机的访问入口，各节点通过各自的Internet连接直接回应客户机，而不再经过负载调度器
3.服务器节点分散在互联网中的不同位置,具有独立的公网IP地址，通过专用IP隧道与负载调度器相互通信，数据转发受IP隧道影响
3. DR模式——直接路由
1.Direct Routing，简称DR模式
2.采用半开放式的网络结构，与TUN模式的结构类似，但各节点并不是分散在各地，而是与调度器位于同一个物理网络
3.负载调度器与各节点服务器通过本地网络连接（路由器+交换机），不需要建立专用的IP隧道，数据不受额外影响
LVS虚拟服务器
- Linux Virtual Server
- 针对Linux内核开发的负载均衡解决方案
- 1998年5月，由我国的章文嵩博士创建
- 官方网站: www.linuxvirtualserver.org/
- LVS 实际上相当于基于IP地址的虚拟化应用， 为基于IP地址和内容请求分发的负载均衡提出了一种高效的解决方法
- LVS现在已成为Linux内核的一部分，默认编译为ip_ vs模块，必要时能够自动调用。在CentOS 7系统中，以下操作可以手动加载ip_ vs模块，并查看当前系统中ip_ vs模块的版本信息。
LVS相关术语
DS：Director Server。指的是前端负载均衡器。
RS：Real Server。节点服务器，后端真实的工作服务器。
VIP：向外部直接面向用户请求，作为用户请求的目标的IP地址。
DIP：Director Server IP，主要用于和内部主机通讯的IP地址。
RIP：Real Server IP，后端服务器的IP地址。
CIP：Client IP，访问客户端的IP地址。
LVS的负载调度算法
1）轮询(Round Robin)
将收到的访问请求按照顺序轮流分配给群集中的各节点(真实服务器) ,均等地对待每一台服务器 ，而不管服务器实际的连接数和系统负载
2）加权轮询 (Weighted Round Robin)
根据调度器设置的权重值来分发请求，权重值高的节点优先获得任务，分配的请求数越多 保证性能强的服务器承担更多的访问流量
3）最少连接 (Least Connections )
根据真实服务器已建立的连接数进行分配，将收到的访问请求优先分配给连接数最少的节点
4）加权最少连接(Weighted L east Connections )
在服务器节点的性能差异较大时，可以为真实服务器自动调整权重 性能较高的节点将承担更大比例的活动连接负载
#加载ip_va模块 modprobe ip_vs #确认内核对LVS的支持 cat /proc/net/ip_vs
ipvsadm工具
ipvsadm是一个工具，同时它也是一条命令，用于管理LVS的策略规则。
ipvsadm是ipvs的管理器，需要yum安装。
作用
LVS群集创建与管理：
- 创建虚拟服务器
- 添加、删除服务器节点
- 查看群集及节点情况
- 保存负载分配策略
ipvsadm 命令选项
-A 添加虚拟服务器 -D 删除整个虚拟服务器 -s 指定负载调度算法（轮询：rr、加权轮询：wrr、最少连接：lc、加权最少连接：wlc） -a 表示添加真实服务器（节点服务器） -d 删除某一个节点 -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 设置权重（权重为 0 时表示暂停节点） -p 60 表示保持长连接60秒 -l 列表查看LVS虚拟服务器（默认为查看所有） -n 以数字形式显示地址、端口等信息，常与“-l”选项组合使用，ipvsadm -ln
LVS-NAT部署
LVS调度器作为Web 服务器池的网关，LVS具有两块网卡，分别连接内外网，使用轮询（rr）调度算法
一台NFS服务器：192.168.136.10/24
两台Web服务器：192.168.136.20/24 192.168.136.30/24
一台LVS负载调度服务器（2块网卡): 内网192.168.136.40/24(ens33)
外网12.0.0.254/24(ens36)
win10客户机:12.0.0.200/24
部署NFS共享存储服务(NFS服务器
systemctl stop firewalld.service systemctl disable firewalld.service setenforce 0 yum -y install nfs-utils rpcbind #安装nfs-utils、rpcbind软件包 systemctl start rpcbind.service systemctl start nfs.service systemctl enable nfs.service systemctl enable rpcbind.service mkdir /opt/test1 mkdir /opt/test2 chmod 777 /opt/test1 chmod 777 /opt/test2 修改共享配置文件，设置共享策略 vim /etc/exports /usr/share *(ro,sync) /opt/test1 192.168.136.0/24(rw,sync) /opt/test2 192.168.136.0/24(rw,sync) exportfs -rv
配置web服务器
web1和web2: systemctl stop firewalld.service systemctl disable firewalld.service setenforce 0 yum install httpd -y systemctl start httpd.service systemctl enable httpd.service yum -y install nfs-utils rpcbind showmount -e 192.168.136.10 systemctl start rpcbind systemctl enable rpcbind Web-1（192.168.136.20） mount.nfs 192.168.136.10:/opt/test1 /var/www/html echo 'this is test1 web!' > /var/www/html/index.html Web-2（192.168.136.30） mount.nfs 192.168.136.10:/opt/test2 /var/www/html echo 'this is test2 web!' > /var/www/html/index.html
指定网关，网关地址设置为负载调度器的内网地址
web1:
web2:
配置负载调度器
配置网卡将网关和DNS服务器地址注释掉
systemctl stop firewalld.service systemctl disable firewalld.service setenforce 0
（1）配置SNAT转发规则
vim /etc/sysctl.conf net.ipv4.ip_forward = 1 或 echo '1' > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward sysctl -p iptables -t nat -F iptables -F iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.136.0/24 -o ens36 -j SNAT --to-source 12.0.0.254
（2）加载LVS内核模块
modprobe ip_vs #加载 ip_vs模块 cat /proc/net/ip_vs #查看 ip_vs版本信息
3）安装ipvsadm 管理工具
yum -y install ipvsadm #启动服务前须保存负载分配策略 ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm 或 ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm systemctl start ipvsadm.service
（4）配置负载分配策略（NAT模式只要在服务器上配置，节点服务器不需要特殊配置）
ipvsadm -C #清除原有策略 ipvsadm -A -t 12.0.0.254:80 -s rr ipvsadm -a -t 12.0.0.254:80 -r 192.168.136.20:80 -m ipvsadm -a -t 12.0.0.254:80 -r 192.168.136.30:80 -m ipvsadm #启用策略 ipvsadm -ln #查看节点状态，Masq代表 NAT模式 ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm #保存策略
win10客户机访问测试
win10客户机，网关地址设置为负载调度器的外网IP。
浏览器访问负载调度器的外网IP地址12.0.0.254
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标签：负载,LVS,群集,ipvsadm,NAT,服务器,节点 From： https://www.cnblogs.com/fengxia6/p/16900629.html