LVS负载均衡群集

企业群集应用概述

群集的含义

• Cluster，集群，群集
• 由多台主机构成，但对外只表现为一个整体

在互联网应用中，随着站点对硬件性能、响应数度、服务稳定性、数据可靠性等要求越来越高，单台服务器力不从心

解决方法

• 使用昂贵的小型机、大型机
• 使用普通服务器构建服务群集

企业群集分类1-1

根据群集所针对的目标差异，可分为三种类型

• 负载均衡群集
• 高可用群集
• 高新能运算群集（算力）

负载均衡群集

• 以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、高负载的整体性能
• LB的负载分配依赖于主节点的分流算法（调度算法）

企业群集分类1-2

高可用群集

• 以提高应用系统的可靠性、尽可能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

高可用运算群集

• 以提高应用系统的CPU运算速度、扩展硬件资源的分析能力目标，获得相当于大型、超级计算机的高新能运算（HPC）能力
• 高新能运算群集的高新能依赖于“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

负载均衡群集工作模式分析

负载均衡器群集是目前企业用的最多的群集类型

群集的负载调度技术有三种工作模式

• 地址转换（NAT）
• IP隧道 (IP)
• 直接路由 (DR)

NAT模式

地址转换

• 简称NAT模式，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
• 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，安全性优于其他两种方式

TUN模式

IP隧道

• 简称TUN模式，采用开方式的网络结构，负载调度器仅作为客户机访问入口，各节点通过各自的lnternet连接直接回应客户机，而不再经过负载调度器
• 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

DR模式

直接路由

• 简称 DR模式，采用半开放式的网络结构，与TUN模式的结构类似，但各个节点并不是在分散在各地，而是与调度器位于同一个物理网络
• 负载调度器与各节点服务器通过本地网络连接，不需要建立专用的IP隧道

负载均衡群集架构

负载均衡的结构

• 第一层，负载调度器
• 第二层；服务器池
• 第三层，共享存储

关于LVS虚拟服务器1-1

LVS的负载调度算法

• 轮询
  ① 将收到的访问请求按照顺序轮流分配公群集中的各节点，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
• 加权轮询
  ① 根据真实服务器的处理能力轮流分配收到的访问请求，调度器可以自动查询各个节点的负载情况，并动态调整其权重
  ② 保证处理能力强的服务器承担更多的访问流量

LVS的负载调度算法

• 最少连接
  ① 根据显示服务器已建立的连接数进行分配，将收到的请求优先分配给连接数最少的节点
• 加权最少连接
  ① 在服务器节点的性能差异较大的情况下，可以为真实服务器自动调整权重
  ② 权重较高的节点将承担更大比例的活动连接负载

实验：

准备四台服务器，一台wind10，一台做LVS网关，两台做web，一台做NFS，

① 做NFS

先做存储加两块硬盘
1、格式化磁盘

 fdisk /dev/sdb
 mkfs.xfs /dev/sdb1
 fdisk /dev/sdc
 mkfs.xfs /dev/sdc1

2、vim /etc/fstab

/dev/sdb1       /opt/kgc        xfs     defaults        0 0
/dev/sdc1       /opt/accp       xfs     defaults        0 0

3、创建在opt创建kgc和accp
关闭防火墙

4、修改配置文件

#先检查这两个文件有没有安装
rpm -q rpcbind
rpm -q nfg-utils

vim /etc/exports

5、启动服务

systemctl start nfs
systemctl start rpcbind
#查看网卡
showmount -e

6、修改网卡

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 
#重启服务
service network restart 

② 做两台web

1、安装apache

yum install httpd -y

关闭防火墙
三台改成仅主机模式

2、两台web修改配置文件

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 
service network restart 

3、修改配置文件

#web1
vim /etc/fstab 
168.100.120:/opt/kgc        /var/www/html   nfs     defaults,_netdev        0 0
#web2
vim /etc/fstab 
168.100.120:/opt/accp        /var/www/html   nfs     defaults,_netdev        0 0
mount -a

4、两台web写首页

cd /var/www/html/
vim index.html

5、开启两台web服务

systemctl start httpd

③ LVS网关

1、安装环境

yum install ipvsadm -y

2、修改网卡

cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp -p ifcfg-ens33 ifcfg-ens36
vim ifcfg-ens33
#重启
service network restart 

3、开启路由转发功能

vim /etc/sysctl.conf 
net.ipv4.ip_forward=1

4、清除转发表

iptables -F
清除nap地址转换表
iptables -t nat -F
做一个nat的转化
iptables -t nat -A POSTROUTING -o ens36 -s 192.168.100.0/24 -j SNAT --to-source 12.0.0.1
重新加载
sysctl -p

5、

modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm.service 
cd /opt/

vim nat.sh
#!/bin/bash
ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 12.0.0.1:80 -s rr
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.100.110 -m
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.100.111 -m
ipvsadm

chmod +x nat.sh
./nat.sh 

④ 做wind10

修改IP地址