集群简介
什么是集群
1、通过高速网络将很多服务器集中起来
一起提供同一种服务,在客户端看来就象是只有一个服务器
2、可以在付出较低成本的情况下获得在性能、可靠性、灵活性方面的相对较高的收益
3、任务调度是集群系统中的核心技术
集群是由多个计算机或服务器组成的网络,它们共同工作以完成单个任务或多个任务。集群可以提高计算能力、可靠性和可扩展性。
集群目的
· 提高性能
如计算密集型应用,如:天气预报、核试验模拟
· 降低成本
相对百万美元级的超级计算机,价格便宜
· 提高可扩展性
只要增加集群节点即可
· 增强可靠性
多个节点完成相同功能,避免单点失败
集群分类
· 高性能计算集群 HPC
通过以集群开发的并行应用程序,解决复杂的科学问题;
用于处理大规模计算任务,如科学计算、气象预测、金融建模等。
HPC:
科学计算集群(High Performance Computing Cluster)
高性能计算集群(High Performance Computing)
· 负载均衡 (LB) 集群 客户端负载在计算机集群中尽可能平均分摊
用于分配网络流量和负载,以确保网络服务的高可用性和可靠性。
· 高可用 (HA) 集群
避免单点故障,当一个系统发生故障时,可以快速迁移
用于提供高可用性和容错能力,以确保系统在故障时仍能正常运行。
集群主要作用
集群的主要作用是提高计算能力、可靠性和可扩展性。
通过将多个计算机或服务器组合在一起,集群可以同时处理多个任务,从而提高计算能力。此外,集群还可以提供容错和负载均衡功能,以确保系统的高可用性和可靠性。
最后,集群还可以通过添加新的计算机或服务器来扩展系统的规模,以满足不断增长的计算需求。
LVS 概 述
LVS 项目介绍
· Linux 虚拟服务器 (LVS)
Linux 虚拟服务器(LVS)是章文嵩在国防科技大学就读博士期间研发的
由于性能过于强悍被 Linux 内核维护组织收录,从 2.4 版本内核开始嵌入
· 功能:
LVS 可以实现高可用的、可伸缩的 Web、Mail、Cache 和 Media 等网络服务
· 目标:
利用 Linux 操作系统和 LVS 集群软件实现一个高可用、高性能、低成本的服务器应用集群
· 组件:
工作在内核空间的 IPVS 模块
工作在用户空间的 ipvsadm 管理工具
LVS 集群组成
· 前端:负载均衡层
由一台或多台负载调度器构成
· 中间:服务器群组层
由一组实际运行应用服务的服务器组成
· 底端:数据共享存储层
提供共享存储空间的存储区域
LVS 术语
·Director Server: 调度服务器
将负载分发到 Real Server 的服务器
·Real Server: 真实服务器
真正提供应用服务的服务器
·VIP: 虚拟 IP 地址
公布给用户访问的虚拟 IP 地址
·DIP: 调度器连接后端节点服务器的 IP 地址
·RIP: 真实 IP 地址
集群节点上使用的 IP 地址
LVS 工作模式
·VS/NAT 网络地址转换
通过网络地址转换实现的虚拟服务器 大并发访问时,调度器的性能成为瓶颈
·VS/DR 路由模式
直接使用路由技术实现虚拟服务器 节点服务器需要配置 VIP,注意 MAC 地址广播
·VS/TUN 隧道模式
通过隧道方式实现虚拟服务器
负载均衡调度算法
·LVS 目前实现了 10 种调度算法
常用调度算法有 4 种
轮 询 (Round Robin)
轮询 rr:Real Server 轮流提供服务
加权轮询(Weighted Round Robin)
加权轮询 wrr:根据服务器性能设置权重,权重大的得到的请求更多
最少连接 (Least Connections)
最少连接 lc:根据 Real Server 的连接数分配请求
加权最少连接(Weighted Least Connections )
加权最少连接 wlc:类似于 wrr,根据权重分配请求
其他调度算法
源地址散列 (Source Hashing)
目标地址散列(Destination Hashing)
基于局部性的最少链接
带复制的基于局部性最少链接
最短的期望的延迟
最少队列调度