理论+实验·LVS负载均衡群集

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理论+实验·LVS负载均衡群集一、理解负载均衡群集的原理1.1 企业群集应用概述1.2 负载均衡群集架构1.3 负载均衡群集工作模式分析1.4 NAT模式1.5 TUN模式1.6 DR模式 二、掌握LVS-NAT的部署2.1 关于LVS虚拟服务器2.2 使用ipvsadm工具2.3 NFS共享存储服务 三、部署LVS-NAT3.1 NFS共享存储服务配置3.2 两台server服务器3.3 LVS-NAT负载均衡

一、理解负载均衡群集的原理

1.1 企业群集应用概述

群集的含义 Cluster、集群、群集由多台主机构成,但对只表现为一个整体 问题 物联网应用中,随着站点对硬件性能、响应速度、服务稳定性、数据可靠性要求越来越高,单台服务器力不从心 解决方法 使用价格昂贵的小型机、大型机使用普通服务器构建服务群集 根据群集所针对的目标差异,可分为三种类型 负载均衡群集高可用群集高性能运算群集 负载均衡群集(Load Balance Cluster) 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 高可用群集(High Availability Cluster) 提高应用系统的可靠性、尽可能地减少终端时间为目标,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 高性能运算群集(High Performance Computer Cluster) 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

1.2 负载均衡群集架构

负载均衡的结构 第一层,负载调度器(Load Balancer或Director)第二层,服务器池(Server Pool)第三层,共享存储(Share Storage)

1.3 负载均衡群集工作模式分析

负载均衡群集是目前企业用的最多的群集类型群集的负载调度技术由三种工作模式 地址转换IP隧道直接路由

1.4 NAT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,也是个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

1.5 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

1.6 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

二、掌握LVS-NAT的部署

2.1 关于LVS虚拟服务器

Linux Virtual Server 针对Linux内核的负载均衡解决方案1998年5月,由我国的章文嵩博士创建官方网站:http://www.linuxvirtualserver.org/ //确认内核对LVS的支持// [root@localhost ~]# modprobe ip_vs //查看// [root@localhost ~]# cat /proc/net/ip_vs LVS的负载调度算法

轮询(Round Robin)

将受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

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

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

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

2.2 使用ipvsadm工具

LVS群集创建与管理 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

2.3 NFS共享存储服务

Network File System,网络文件系统

依赖于RPC(远程过程调用)需安装nfs-utils、rpcbind软件包系统服务:nfs、rpcbind共享配置文件:/etc/exports

使用NFS发布共享资源

安装nfs-utils、rpcbind软件包设置共享目录启动NFS服务程序查看本机发布的NFS共享目录

在客户机中访问NFS共享资源

安装rpcbind软件包,并启动rpcbind服务手动挂载NFS共享目录fstab自动挂载设置

三、部署LVS-NAT

准备工作(全部使用仅主机模式) NFS共享存储服务 20.0.0.40LVS-NAT负载均衡 20.0.0.10;12.0.0.10(双网卡)两台服务器 20.0.0.20;20.0.0.30 部署步骤

3.1 NFS共享存储服务配置

//20.0.0.40// [root@nfs ~]# setenforce 0 [root@nfs ~]# systemctl stop firewalld //安装相关软件// [root@nfs ~]# yum -y install rpcbind nfs-utils //修改配置文件// [root@nfs ~]# vim /etc/exports /opt/server01 20.0.0.20(rw,sync) /opt/server02 20.0.0.30(rw,sync) //创建共享目录// [root@nfs opt]# mkdir server01 server02 //添加权限// [root@nfs opt]# chmod 777 server01 server02 //开启服务// [root@nfs opt]# systemctl start nfs [root@nfs opt]# systemctl start rpcbind //发布共享// [root@nfs opt]# exportfs -rv

3.2 两台server服务器

//server01:20.0.0.20;server02:20.0.0.30// [root@server02 ~]# setenforce 0 [root@server02 ~]# systemctl stop firewalld //安装httpd// [root@server02 ~]# yum -y install httpd //20.0.0.30配置这条// [root@server02 ~]# echo "<h1>this is server02 web</h1>" >> /var/www/html/index.html //20.0.0.20配置这条// [root@server01 ~]# echo "<h1>this is server01 web</h1>" >> /var/www/html/index.html //启动服务// [root@server02 ~]# systemctl restart httpd //查看挂载情况// [root@server02 ~]# showmount -e 20.0.0.40 //20.0.0.18配置这条// [root@server02 ~]# echo "20.0.0.40:/opt/server02 /var/www/html nfs defaults 0 0" >> /etc/fstab //20.0.0.19配置这条// [root@server01 ~]# echo "20.0.0.40:/opt/server01 /var/www/html nfs defaults 0 0" >> /etc/fatab //挂载// [root@server02 ~]# mount -a

3.3 LVS-NAT负载均衡

//内网口20.0.0.10,外网口12.0.0.10// [root@lvs-nat ~]# setenforce 0 [root@lvs-nat ~]# systemctl stop firewalld [root@lvs-nat ~]# modprobe ip_vs [root@lvs-nat ~]# cat /proc/net/ip_vs //安装管理工具// [root@lvs-nat ~]# yum -y install ipvsadm [root@lvs-nat ~]# vim nat.sh #!/bin/bash #保存策略 ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm #启动 service ipvsadm start #临时添加路由转发 echo "1" > /proc/sys/net/ip_forward #清除内核虚拟服务器表中的所有记录 ipvsadm -C ipvsadm -A -t 12.0.0.10:80 -s rr ipvsadm -a -t 12.0.0.10:80 -r 20.0.0.20:80 -m ipvsadm -a -t 12.0.0.10:80 -r 20.0.0.30:80 -m ipvsadm //执行脚本// [root@lvs-nat ~]# sh nat.sh