本章主要内容:
- 了解群集的结构与工作模式
- 了解 LVS 负载均衡群集原理
- 学会配置 NFS 共享服务
- 学会构建 LVS-NAT 负载均衡群集
1.1 LVS群集应用基础
1.1.1 群集技术概述
1.群集的类型
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负载均衡群集(Load Balance Cluster):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。例如,“DNS轮询”“应用层交换”“反向代理”等都可用作负载均衡群集。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。
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高可用群集(High Availability Cluster):以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。例如,“故障切换”“双机热备”“多机热备”等都属于高可用群集技术。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。
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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。例如,“云计算”“网格计算”也可视为高性能运算的一种。高性能运算群集的高性能依赖于“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。
2. 负载均衡的分层结构
> 第一层,负载调度器:这是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(Virtual IP 虚拟IP)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:群集所提供的应用服务(如 HTTP,FTP)由服务器池承担,其中每个节点具有独立的 RIP(Real IP,真实IP)地址,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将其隔离,等待错误排除以后再重新纳入服务器池。
> 第三次,共享存储: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。在 Linux/UNIX 环境中,共享存储可以使用 NAS设备,或者提供 NFS(Network File System,网络文件系统)共享服务的专用服务器
3.负载均衡的工作模式
- 地址转换(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式
- IP隧道(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,通过专用的 IP 隧道于负载调度器相互通信
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直接路由(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。
1.1.2 LVS 虚拟服务器
[root@LVS ~]# modprobe ip_vs //加载ip_vs模块
[root@LVS ~]# cat /proc/net/ip_vs //查看ip_vs 版本信息
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
[root@LVS ~]#
开启路由转发
[root@LVS ~]# vim /etc/sysctl.conf
[root@LVS ~]# cat /etc/sysctl.conf | grep net
net.ipv4.ip_forward = 1
[root@LVS ~]# sysctl -p
net.ipv4.ip_forward = 1
[root@LVS ~]#
下面将介绍LVS 所支持的主要负载调度算法,以及在LVS 负载均衡调度器上如何使用 ipvsadm管理工具
1.LVS 的负载调度算法
针对不同的网络服务喝配置需要,LVS 调度器提供多种不同的负载调度算法,其中最常用的四种算法时轮询,加权轮询,最少连接和加权最少连接
- 轮询(Round Robin):将会收到的访问请求安装顺序轮流分配给群集中的各节点,均等的对待每台服务器,而不管服务器实际的连接数和系统负载
- 加权轮询(Weifhed 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并且分配的请求越多,这样可以保证性能高的节点承担更多的请求
- 最少连接(Least Connections):根据真实服务器以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。如果所有的服务器系节点性能相近,采用这种方式可以更好的均衡负载
- 加权最少连接(Weighted Least Connections):在服务器的性能差异较大的情况下,调度器可以根据节点服务器负载自动调整权重,权重较高的节点将承担更大比例的活动连接负载
2.使用 ipvsadm 管理工具
[root@LVS ~]# yum -y install ipvsadm
[root@LVS ~]# ipvsadm -v
ipvsadm v1.27 2008/5/15 (compiled with popt and IPVS v1.2.1)
1)创建虚拟服务器
[root@LVS ~]# ipvsadm -A -t 192.168.182.100:80 -s rr
2)添加服务器节点
[root@LVS ~]# ipvsadm -a -t 192.168.182.100:80 -r 192.168.182.101:80 -m -w 1
[root@LVS ~]# ipvsadm -a -t 192.168.182.100:80 -r 192.168.182.102:80 -m -w 1
上述操作中,有以下选择
- -a 表示添加真实服务器
- -t 用来指定 VIP 地址及TCP端口
- -r 用来指定 RIP 地址及 TCP 端口
- -m 表示使用 NAT 群集模式(-g DR模式,-i TUN 模式)
- -w 用来设置权重(权重为0时表示暂停节点)
3)查看群集状态
[root@LVS ~]# ipvsadm -ln //查看节点状态
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.182.100:80 rr
-> 192.168.182.101:80 Masq 1 0 0
-> 192.168.182.102:80 Masq 1 0 0
[root@LVS ~]#
4)删除服务器节点
[root@LVS ~]# ipvsadm -d -t 192.168.182.100:80 -r 192.168.182.101:80
或
[root@LVS ~]# ipvsadm -d -r 192.168.182.101:80 -t 192.168.182.100:80
[root@LVS ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.182.100:80 rr
-> 192.168.182.102:80 Masq 1 0 0
[root@LVS ~]#
5)保存负载配置策略
[root@LVS ~]# ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm //保存策略
[root@LVS ~]# cat /etc/sysconfig/ipvsadm //确认保存结果
-A -t LVS:http -s rr
-a -t LVS:http -r 192.168.182.101:http -m -w 1
-a -t LVS:http -r 192.168.182.102:http -m -w 1
[root@LVS ~]# systemctl stop ipvsadm.service //停止服务(清楚策略)
[root@LVS ~]# systemctl start ipvsadm.service //启动服务(重建规则)
[root@LVS ~]# systemctl status ipvsadm.service
1.1.3 NFS共享存储服务
1)安装 nfs-utils,rpcbind 软件包
[root@nfs ~]# yum -y install nfs-utils rpcbind
[root@nfs ~]# systemctl enable nfs
[root@nfs ~]# systemctl enable rpcbind
2)设置共享目录
[root@nfs ~]# mkdir -p /opt/wwwroot
[root@nfs ~]# vim /etc/exports
[root@nfs ~]# cat /etc/exports
/opt/wwwroot 192.168.182.0/24(rw,sync,no_root_squash)
[root@nfs ~]# vim /etc/exports
/var/ftp/public 192.168.182.101(ro) 192.168.182.102(rw)
3)启动 NFS服务程序
[root@nfs ~]# systemctl start rpcbind
[root@nfs ~]# systemctl start nfs
[root@nfs ~]# netstat -anpt | grep rpc
tcp 0 0 0.0.0.0:111 0.0.0.0:* LISTEN 64248/rpcbind
tcp 0 0 0.0.0.0:20048 0.0.0.0:* LISTEN 64447/rpc.mountd
tcp 0 0 0.0.0.0:40730 0.0.0.0:* LISTEN 64443/rpc.statd
tcp6 0 0 :::111 :::* LISTEN 64248/rpcbind
tcp6 0 0 :::20048 :::* LISTEN 64447/rpc.mountd
tcp6 0 0 :::55161 :::* LISTEN 64443/rpc.statd
[root@nfs ~]#
4)查看本机发布的 NFS 共享目录
[root@nfs ~]# showmount -e
Export list for nfs:
/opt/wwwroot 192.168.182.0/24
[root@nfs ~]#
2.在客户机中访问 NFS 共享资源
1)安装 rpcbind 软件包,并启动 rpcbind 服务
[root@node01 ~]# yum -y install rpcbind nfs-utils
[root@node01 ~]# systemctl enable rpcbind
[root@node01 ~]# systemctl start rpcbind
[root@node01 ~]# showmount -e 192.168.182.105
Export list for 192.168.182.105:
/opt/wwwroot 192.168.182.0/24
[root@node01 ~]#
2)下载httpd服务并启动
[root@node01 ~]# yum -y install httpd
[root@node01 ~]# systemctl start httpd
[root@node01 ~]# systemctl enable httpd
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service to /usr/lib/systemd/system/httpd.service.
[root@node01 ~]#
3)手动挂载 NFS 共享目录
[root@node01 ~]# mount 192.168.182.105:/opt/wwwroot /var/www/html
[root@node01 ~]# tail -1 /etc/mtab //确认挂载结果
192.168.182.105:/opt/wwwroot /var/www/html nfs4 rw,relatime,vers=4.1,rsize=131072,wsize=131072,namlen=255,hard,proto=tcp,timeo=600,retrans=2,sec=sys,clientaddr=192.168.182.101,local_lock=none,addr=192.168.182.105 0 0
[root@node01 ~]#
[root@node01 ~]# vim /var/www/html/index.html
[root@node01 ~]# cat /var/www/html/index.html
<h1>hello word</h1>
[root@node01 ~]#
4)fstal 自动挂载
[root@LVS ~]# vim /etc/fstab
[root@LVS ~]# cat /etc/fstab | grep nfs
192.168.182.105:/opt/wwwroot /var/www/html nfs defaults,netdev 0 0
[root@LVS ~]#
原文地址:https://blog.csdn.net/ls041224/article/details/135545248
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