群集
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
为什么会有群集
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，单台服务器无法满足负载均衡及高可用的需求。
解决方法
1、使用价格昂贵的小型机、大型机。
2、使用多台相对廉价的普通服务器构建服务群集。
通过整合多台服务器，使用LVS来达到服务器高可用和负载均衡，并于同一个IP地址对外提供相同服务。
这就是企业中常用的一种群集技术——LVS（Linux Virtual Server ，Linux虚拟服务器）。
群集可分为三种
负载均衡群集(Load Balance Cluster)
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，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。
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)
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。例如，“云计算”、“网格计算”等。
负载均衡群集架构
第一层，负载调度器(Load Balancer或Director)
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)
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)
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。
负载均衡集群工作模式分析
负载均衡群集是目前企业用得最多的群集类型
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
三种负载调度工作模式
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式
TUN模式
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IP隧道与负载调度器相互通信
DR模式
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
IPVSADM工具
LVS负载均衡主要由IPVSADM工具设置
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 |
# LVS负载均衡NAT模式群集部署 ## 部署共享存储
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0
yum -y install nfs-utils rpcbind
systemctl start rpcbind.service
systemctl start nfs.service
systemctl enable nfs.service
systemctl enable rpcbind.service
mkdir /opt/yyy
mkdir /opt/zzz
chmod 777 /opt/yyy
chmod 777 /opt/zzz
vim /etc/exports
/opt/yyy 192.168.172.0/24(rw,sync)
/opt/zzz 192.168.172.0/24(rw,sync)
exportfs -rv
配置节点服务器
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
systemctl start rpcbind
systemctl enable rpcbind
showmount -e 192.168.11.0
配置负载调度器
需要给负载调度器添加一个网卡
负载调度器：内网关 ens33：192.168.172.10，外网关 ens36：12.0.0.1
配置SNAT转发规则
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
iptables -t nat -F
iptables -F
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.172.0/24 -o ens36 -j SNAT --to-source 12.0.0.1
加载LVS内核模块
#加载 ip_vs模块
modprobe ip_vs
#查看 ip_vs版本信息
cat /proc/net/ip_vs
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
测试
在一台IP为12.0.0.12的客户机使用浏览器访问 http://12.0.0.1/ ，不断刷新浏览器测试负载均衡效果，刷新间隔需长点。
