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一、什么是集群
二.集群使用在那个场景
三.集群的分类
四.负载集群的架构
1.第一层,负载调度器
2.第二层,服务器池
3.第三层,共享存储
五.负载均衡集群的工作模式
1.地址转换 (NAT模式)
2.IP隧道 (TUN模式)
3.直接路由 (DR模式)
六.LVS虚拟服务器
2.LVS组成
3.LVS作用(1)主要用于多服务器的负载均衡
七.LVS负载调度算法
1.轮询(rr)
2.加权轮询
3.最少连接
4.加权最少连接
八.实战部署步骤及需求
1.使用ipvsadm工具
ipvasdm工具选项
NAT模式 LVS负载均衡群集部署
部署NFS共享存储服务(NFS服务器:192.168.158.22/24)
编辑
部署两台WEB服务器(节点服务器)
第一台web服务器 192.168.158.25/24
编辑第二台第二台web服务器(192.168.158.26/24)
部署LVS负载调度服务器
一、什么是集群
1.cluster,集群、群集
2.由多台主机构成,但对外只表现为一个整体,只提供一个访问入口(域名与IP地址),相当于一台大型计算机。
二.集群使用在那个场景
用在高并发
高可用,访问流量多的时候
三.集群的分类
1.负载均衡器群集
(1)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
(2)LB的负载分配依赖于主节点的分流算法
(3)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“代理”等。
2.高可用群集
(1)提高应用系统的可靠性,尽可能的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。
(2)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
3. 高性能运算群集
(1) 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
(2) 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
四.负载集群的架构
1.第一层,负载调度器
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。
2.第二层,服务器池
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
3.第三层,共享存储
为服务器池中的所以节点提供稳定,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.
五.负载均衡集群的工作模式
1.地址转换 (NAT模式)
(1)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
(2)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.IP隧道 (TUN模式)
(1)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,而不在经过负载调度器
(2)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隧道与负载调度器相互通信
3.直接路由 (DR模式)
(1)采用半开放式的网络结构,与TUN模式的结构累死,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
(2)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
六.LVS虚拟服务器
1.LVS概述
(1)Linux Virtual Server是针对Linux内核开发的负载均衡解决方案,由我国博士章文嵩在1998年创建,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的一种高效的解决方法
(2)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CentOS7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。
六.LVS虚拟服务器
1.LVS概述
(1)Linux Virtual Server是针对Linux内核开发的负载均衡解决方案,由我国博士章文嵩在1998年创建,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的一种高效的解决方法
(2)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CentOS7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。
2.LVS组成
(1)Lvs是基于内核态的net filter框架实现的IPVS功能,工作在内核态,用户配置VRRP
(2)ipvsadm是lvs用户态的配套工具,可以实现VID华人RS的增删改查
3.LVS作用 (1)主要用于多服务器的负载均衡
(2)工作在网络层,可实现高性能高可用的服务集群技术
(3)廉价,可把许多低性能的服务器组合在一起形成一个超级服务器
(4)易用,配置简单 有多重负载均衡的方法
(5)稳定可靠,即使在集群的服务器中某台服务器无法正常工作,也不影响整体效果
(6)可扩展性好
4.LVS和nginx比较
(1)Lvs比nginx具有更强的抗负载能力,性能高 对内存和CPu资源消耗低
(2)LVS工作在网络层,网络依懒性大,稳定性高。nginx安装配置比较简单,网络性依赖小
(3)LVS不支持正则匹配处理,无法实现动静分离效果,nginx可以实现动静分离这方面的功能
(4)LVS适用的协议范围广,nginx仅支持HTTP和HTTPS、Email协议,适用范围小
七.LVS负载调度算法
1.轮询(rr)
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),均等的对待每一个服务器,而不管服务器实际的连接数和系统负载
2.加权轮询
(1)根据调度器设置的权重值分发请求,权重值高的节点优先获得任务,分配的请求数越多
(2)保证性能强的服务器承担更多的访问流量
3.最少连接
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
(1)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
(2)性能较高的节点将承担更大比例的活动连接负载
八.实战部署步骤及需求
1.使用ipvsadm工具
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
ipvasdm工具选项
-A:添加虚拟服务器
-D:删除整个虚拟fuwq
-s:指定负载调度算法(轮询,加权轮询,最少连接,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)
-p60: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
NAT模式 LVS负载均衡群集部署
案例环境及部署图示
一台NFS服务器: 192.168.158.20/24
两台WEB服务器: 192.168.158.30/24,192.168.158.40/24
一台LVS负载调度服务器(2块网卡): 内网192.168.72.10/24(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:192.168.158.22/24)
1.关闭防火墙
[root@localhost ~]# systemctl disable --now firewalld
[root@localhost ~]# setenforce 0
setenforce: SELinux is disabled
2、安装nfs-utils、rpcbind软件包
[root@localhost ~]# yum install nfs-utils rpcbind -y
#3、新建共享目录,并创建站点文件
[root@localhost ~]# mkdir /share/
[root@localhost ~]# cd /share/
[root@localhost share]# mkdir tt nn
[root@localhost share]# echo "tt is a girl" > tt/index.html
[root@localhost share]# echo "nn is a boy" > nn/index.html
#4、修改共享配置文件,设置共享策略
[root@localhost share]# vim /etc/exports
/share/tt 192.168.158.0/24
/share/nn 192.168.158.0/24
#5、启动两个服务,查看本机的NFS共享目录
启动两个服务
[root@localhost share]# systemctl start rpcbind
[root@localhost share]# systemctl start nfs
[root@localhost share]# showmount -e
部署两台WEB服务器(节点服务器)
第一台web服务器 192.168.158.25/24
#1、关闭防火墙
[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld
[root@localhost ~]# setenforce 0
#2、安装httpd
[root@localhost ~]# yum install -y httpd
#3、查看nfs服务器的共享信息
[root@localhost ~]# showmount -e 192.168.158.20
Export list for 192.168.158.20:
/share/nn 192.168.158.0/24
/share/tt 192.168.158.0/24
#4、挂载站点。将NFS服务器的共享目录/share/tt/,挂载到httpd服务的根目录
[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld
[root@localhost ~]# setenforce 0
setenforce: SELinux is disabled
[root@localhost ~]# mount 192.168.158.20:/share/tt/ /var/www/html
[root@localhost ~]# df // 查看挂在是否成功
[root@localhost ~]# cat /var/www//html/index.html
tt is a girl
#5、指定网关,网关地址设置为负载调度器的内网地址
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
GATEWAY=192.168.158.20
DNS1=8.8.8.8
#6、重启网络服务,开启httpd服务
[root@localhost ~]# systemctl restart network
[root@localhost ~]# systemctl start httpd
第二台第二台web服务器(192.168.158.26/24)
#1、指定网关,网关地址设置为负载调度器的内网地址
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
GATEWAY=192.168.72.10
#DNS1=8.8.8.8
[root@localhost ~]# systemctl restart network
#2、关闭防火墙
[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld
[root@localhost ~]# setenforce 0
setenforce: SELinux is disabled
#3、安装httpd
[root@localhost ~]# yum install -y httpd
#4、查看nfs服务器的共享信息
[root@localhost ~]# showmount -e 192.168.158.20
Export list for 192.168.158.20:
/share/nn 192.168.158.0/24
/share/tt 192.168.158.0/24
5. #挂载NFS的共享目录
临时挂载
mount 192.168.158.20:/share/nn/ /var/www/html
df //查看挂载是否成功
cat /var/www/html/index.html
6. #开启httpd服务
systemctl start httpd
部署LVS负载调度服务器
#1、添加一块网卡,我这里是ens36,配置网卡,重启网络
[root@localhost ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@localhost network-scripts]# vim ifcfg-ens33
#GATEWAY=192.168.158.2 //将网卡和DNS服务器地址注释掉
#DNS1=8.8.8.8
[root@localhost network-scripts]# cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens36
IPADDR=12.0.0.254 //设置外网网卡IP地址
NETMASK=255.255.255.0
#GATEWAY=192.168.158.2
#DNS1=8.8.8.8
[root@localhost network-scripts]# systemctl restart network
#2、关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0
#3、开启路由转发功能
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1 在最后一行添加
sysctl -p #查看是否修改成功
#4、配置SNAT策略(如果内网想主动连接外网的话,需要配置SNAT策略)
iptables -t nat -F
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.158.0/24 -o ens36 -j SNAT --to 12.0.0.254
iptables -nL POSTROUTING -t nat
#5、加载LVS内核模块
[root@localhost network-scripts]# modprobe ip_vs
[root@localhost network-scripts]# cat /proc/net/ip_vs
#加载LVS所有调度算法
[root@localhost network-scripts]# for i in $(ls /usr/lib/modules/$(uname -r)/kernel/net/netfilter/ipvs|grep -o "^[^.]*");do echo $i; /sbin/modinfo -F filename $i >/dev/null 2>&1 && /sbin/modprobe $i;done
#6、安装ipvsadm管理工具,开启服务
[root@localhost network-scripts]# mount /dev/sr0 /mnt
[root@localhost network-scripts]# yum install -y ipvsadm
#开启服务前必须保存负载分配策略,生成/etc/sysconfig/ipvsadm文件。如果该文件不存在,服务无法启动。
[root@localhost ~]# ipvsadm-save >/etc/sysconfig/ipvsadm
[root@localhost ~]# systemctl start ipvsadm.service
#7、配置负载分配策略(NAT模式只需要在负载器上配置,节点服务器不需要特殊配置)
[root@localhost ~]# ipvsadm -C ##清空原有规则
#指定指定VIP地址及TCP端口,-s rr 指定负载调度策略为轮询
ipvsadm -a -t 12.0.0.254:80 -r 192.168.158.30:80 -m -w 1
ipvsadm -a -t 12.0.0.254:80 -r 192.168.158.40:80 -m -w 1
[root@localhost ~]# ipvsadm #查看策略
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP localhost.localdomain:http rr
-> 192.168.158.30:http Masq 1 0 0
-> 192.168.158.40:http Masq 1 0 0
[root@localhost ~]# ipvsadm-save >/etc/sysconfig/ipvsadm
[root@localhost ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 12.0.0.254:80 rr
-> 192.168.158.30:80 Masq 1 0 0
-> 192.168.158.40:80 Masq 1 0 0
[root@localhost network-scripts]# ipvsadm-save >/etc/sysconfig/ipvsadm
[root@localhost network-scripts]# ipvsadm -ln
文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-521314.html
文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-521314.html
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