一、群集

1.概述

Cluster,群集,集群
由多台主机构成,但对外只表现为一个整体

表示一群,一串的意思,用在服务器领域则表示大量服务器的集合体,以区分于单个服务器。

2.群集分类
负载均衡群集
高可用群集
高性能运算群集

2.1: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(LB)的整体性能
LB的负载分配依赖于主节点的分流算法,分流算法即调度

2.2: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
HA的工作方式包括双工和主从两种模式
双工,两个平级状态的协同工作,随时顶替对方
带有主从模式的,一台主,多台从,称为中心化群集
去中心化机制:没有真正的主,如果有,也是象征意义的,所有节点都干活(Redis的群集就是典型去中心化机制)

2.3: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
高性能运算群集的髙性能依赖于“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(Load Balance Cluster)**

1、特点
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(LB)的整体性能。
LB的负载分配依赖于主节点的分流算法

2、负载均衡的架构
前端至少有一个负载调度器负责响应并发来自客户机的访问请求;
后端由大量真实服务器构成服务器池,提供实际的应用服务,整个群集的伸缩性通过增加、删除服务器节点来完成,而这些过程对客户机是透明的;为了保持服务的一致性,所以节点使用共享存储设备。

第一层:负载调度器
第二层:服务器池
第三层:共享存储

3.负载均衡的工作模式
3.1、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,负责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物理网络,安全性要优于其他两种方式

3.2、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

3.3、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。

三、LVS虚拟服务器

LVS是针对 Linux 内核开发的一个负载均衡项目,它实际上相当于基于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了一种高效的解决方法;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。**

1.针对不同的网络服务和配置需求,LVS调度器提供多种不同的负载调度算法,分类
1.1、轮询(Round Robin):将收到的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。

1.2、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。

1.3、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。

1.4、加权最少连接(Weighted Least 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。

2.使用 ipvsadm 工具
ipvsadm 是在负载调度器上使用的 LVS 群集管理工具,通过调用 ip_vs 模块来添加、删除服务器节点,以及查看群集的运行状态

3.关于 ipvsadm 工具命令的用法
3.1、创建虚拟服务器
例:ipvsadm -A -t 172.16.16.172:80 -s rr
(群集的VIP地址为 172.16.16.172 ,针对 TCP 80端口提供负载分流服务,使用调度算法为轮询;选项 -A 表示添加虚拟服务器,-t 用来指定VIP地址及TCP端口,-s 用来指定负载调度算法(轮询 rr ;加权轮询 wrr ;最少连接 lc ;加权最少连接 wlc)

3.2、添加服务器节点
例:ipvsadm -a -t 172.16.16.172:80 -r 192.168.7.21:80 -m -w 1
(虚拟服务器 172.16.16.172 添加节点;选项 -a 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))

3.3、查看群集节点状态
例:ipvsadm -ln
(选项 -l 可以列表查看LVS虚拟服务器,可以指定只查看某一个VIP地址(默认查看所有),结合选项 -n 将以数字形式显示地址、端口等信息)

3.4、删除服务器节点
例:ipvsadm -d -r 192.168.7.24:80 -t 172.16.16.172:80
(删除LVS群集 172.16.16.172中的节点 192.168.7.24 ; 需要从服务器池中删除某一个节点时,使用选项 -d 。执行删除操作必须指定目标对象,包括节点地址、虚拟IP地址。需要删除整个虚拟服务器时,使用选项 -D 并指定 虚拟IP地址,无需指定节点。)

例:ipvsadm -D -t 172.16.16.172:80
(删除此虚拟服务器)

3.5、保存负载分配策略
例:ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm :保存策略
(ipvsadm-restore 表示恢复策略)

例:service ipvsadm save :保存策略

例:service ipvsadm stop :停止服务(清除策略)
[确定]
[确定]

例:service ipvsadm start :启动服务(重建规则)
[确定]
[确定]

例: cat /etc/sysconfig/ipvsadm :确认保存结果