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集群(一)——LVS负载均衡集群

admin 运维 2021-04-26 15:57:51 lvs   linux   负载均衡  
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集群(一)——LVS负载均衡集群

  • 一、企业群集应用
    • 1、群集的含义
    • 2、问题出现
    • 3、解决办法
    • 4、根据群集所针对的目标差异进行分类
      • ①、负载均衡群集
      • ②、高可用群集
      • ③、高性能运算群集
  • 二、负载均衡群集架构
  • 三、负载均衡群集工作模式分析
    • 1、群集的负载调度技术有3种工作模式
      • ①、NAT模式
      • ②、TUN模式
      • ③、DR模式
    • 2、三种工作模式的区别
  • 四、LVS的负载调度算法
  • 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服务器(192.168.184.20,192.168.184.40)
    • 4、配置负载调度器
    • 5、测试(在windows上访问http://12.0.0.1)
  • 总结
    • 三种工作模式的区别

一、企业群集应用

1、群集的含义

  • Cluster,群集,集群
  • 由多台主机构成,但对外,只表现为一个整体,

2、问题出现

  • 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,单台服务器力不从心

3、解决办法

  • 使用价格安规的小型机、大型机
  • 使用普通服务器构建服务群集

4、根据群集所针对的目标差异进行分类

  • 负载均衡群集
  • 高可用群集
  • 高性能运算群集

①、负载均衡群集

  • 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(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。

②、高可用群集

  • 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

③、高性能运算群集

  • 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。

二、负载均衡群集架构

  • 负载调度器:对外,由调度器服务器提供一个VIP作为统一入口,对内,按照分流算法分发流量/请求给服务器池
  • 服务器池:服务器接收、响应、处理负载调度器的任务
  • 共享存储:共享存储为服务器提供存储空间

在这里插入图片描述

三、负载均衡群集工作模式分析

1、群集的负载调度技术有3种工作模式

  • 地址转换(NAT模式)
  • IP隧道 (TUN模式)
  • 直接路由(DR模式)

①、NAT模式

  • Network Address Translation,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,安全性要优于其他两种方

②、TUN模式

  • IP Tunnel,简称TUN模式
  • 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
  • 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

③、DR模式

  • Direct Routing,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
  • 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

2、三种工作模式的区别

工作模式NATTUN模式DR模式server number(节点数量)low 10-20high 100hign 100真实网关负载调度器自由路由器自由路由器IP地址公网+私网公网私网优点安全性高安全、速度快性能最好缺点效率低、压力大需要安全隧道、贵不能跨越LAN(局域网)

四、LVS的负载调度算法

  • 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
  • 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
  • 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
  • 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

五、ipvsadm工具

在这里插入图片描述

选项功能-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

六、案例:LVS-NAT部署

1、需求

  • 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
  • ens33连接内网192.168.184.60,ens36连接外网12.0.0.1
  • web服务器1:192.168.184.20
  • web服务器2:192.168.184.40
  • NFS服务器192.168.184.70
  • windows客户端:12.0.0.12

2、部署NFS(192.168.184.70)

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0

yum -y install nfs-utils rpcbind

systemctl start rpcbind.service
systemctl start nfs.service

mkdir /opt/ljm
mkdir /opt/lucien

chmod 777 /opt/ljm
chmod 777 /opt/lucien

vim /etc/exports
/opt/ljm 192.168.184.0/24(rw,sync)
/opt/lucien 192.168.184.0/24(rw,sync)

exportfs -rv

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

3、部署web服务器(192.168.184.20,192.168.184.40)

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0

yum install httpd -y
systemctl start httpd.service

yum -y install nfs-utils rpcbind
showmount -e 192.168.184.70

systemctl start rpcbind

mount.nfs 192.168.184.70:/opt/ljm /var/www/html
mount.nfs 192.168.184.70:/opt/lucien /var/www/html

vim /var/www/html/index.html
<html>
<body>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html;charset=utf-8">
<h1>成功不是将来才有的,是从你决定去做的那一刻起,持续积累来的!!</h1>
</body>
</html>

vim /var/www/html/index.html
<html>
<body>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html;charset=utf-8">
<h1>解决问题的唯一办法,就是让自己变得更强大!!</h1>
</body>
</html>

注释DNS,且把网关地址改为负载调度器地址

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

4、配置负载调度器

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0

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 192.168.184.0/24 -o ens36 -j SNAT --to-source 12.0.0.1

modprobe ip_vs					#加载 ip_vs模块
cat /proc/net/ip_vs				#查看 ip_vs版本信息

yum -y install ipvsadm

ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
或
ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm

systemctl start ipvsadm.service

ipvsadm -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						#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

在这里插入图片描述
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5、测试(在windows上访问http://12.0.0.1)

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

总结

三种工作模式的区别

工作模式NATTUN模式DR模式server number(节点数量)low 10-20high 100hign 100真实网关负载调度器自由路由器自由路由器IP地址公网+私网公网私网优点安全性高安全、速度快性能最好缺点效率低、压力大需要安全隧道、贵不能跨越LAN(局域网)

文章来源:https://blog.csdn.net/Lucien010230/article/details/116089136

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