负载均衡群集

其他 2020-09-23 10:36:02 阅读次数: 0

负载均衡群集

文章目录

企业群集应用概述

群集的含义
    Cluster，群集，集群
    由多台主机构成，但对外只表现为一个整体

问题
    在互联网应用中，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

阿里云中的SLB是典型的负载均衡调度器，ECS是云主机（虚拟机）

SLB调度ECS，多个ECS组成资源池，构成云计算的基础

企业群集分类

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）

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

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）

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

负载均衡群集工作模式分析

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三种工作模式
    地址转换
    IP隧道
    直连路由（DR）

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

三种工作模式的区别

工作模式区别 NAT模式 TUN模式 DR模式
Real server（节点服务器）
Server number（节点数量） Low 10-20 High 100 High 100
真实网关 负载调度器 自有路由器 自由路由器
IP地址 公网+私网 公网 私网
优点 安全性高 Wan环境加密数据 性能最高
缺点 效率低，压力大 需要隧道支持 不能跨越LAN

群集架构与虚拟服务器

负载均衡群集的架构

负载均衡的架构
    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）



共享存储提供了大量的存储空间，好处：方便、高效

LVS虚拟服务器概述

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

[root@localhost~]# modprobe ip_vs ‘确认内核对LVS的支持’
[root@localhost~]# cat /proc/net/ip_vs

LVS的负载调度算法
    轮询（Round Robin）
        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）
        根据真实服务器的处理能力轮流分配收到的访问请求，调度器可以自动查询各节点的负载情况，并动态调整其权重
        保证处理能力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的情况下，可以为真实服务器自动调整权重
        权重较高的节点将承担更大比例的活动连接负载

LVS群集创建与管理

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
    报错负载分配策略

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-util、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
    NFS发布共享资源
    安装nfs-util、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

实验

LVS负载均衡群集 nat模式

[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname lvs
[root@localhost ~]# su
[root@lvs ~]# 
[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname web1
[root@localhost ~]# su
[root@web1 ~]# 
[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname web2
[root@localhost ~]# su
[root@web2 ~]# 
[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname nfs
[root@localhost ~]# su
[root@nfs ~]# 
[root@web1 ~]# yum -y install httpd
[root@web2 ~]# yum -y install httpd


NFS服务器
[root@nfs ~]# yum -y install nfs-utils
[root@nfs ~]# service rpcbind start 
[root@nfs ~]# service nfs restart

[root@nfs ~]# vim /etc/exports
/opt/hui 192.168.100.0/24(rw,sync)
/opt/fang 192.168.100.0/24(rw,sync)

发布共享
[root@nfs opt]# exportfs -rv
exporting 192.168.100.0/24:/opt/fang
exporting 192.168.100.0/24:/opt/hui

[root@nfs opt]# showmount -e 192.168.100.70
Export list for 192.168.100.70:
/opt/fang 192.168.100.0/24
/opt/hui  192.168.100.0/24

web服务器进行挂载
yum -y install httpd
mount.nfs 192.168.100.70:/opt/hui /var/www/html
mount.nfs 192.168.100.70:/opt/fang /var/www/html
或
[root@web1 ~]# vim /etc/fstab
192.168.100.70:/opt/hui /var/www/html   nfs     defaults                0 0
[root@web2 ~]# vim /etc/fstab     
192.168.100.70:/opt/fang /var/www/html   nfs     defaults                 0 0  

[root@nfs ~]# iptables -F
[root@nfs ~]# setenforce 0

mount -a 
df -Th
[root@web1 ~]# df -Th
文件系统                类型      容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/centos-root xfs        50G  4.2G   46G    9% /
devtmpfs                devtmpfs  1.9G     0  1.9G    0% /dev
tmpfs                   tmpfs     1.9G     0  1.9G    0% /dev/shm
tmpfs                   tmpfs     1.9G   21M  1.9G    2% /run
tmpfs                   tmpfs     1.9G     0  1.9G    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1               xfs      1014M  179M  836M   18% /boot
/dev/mapper/centos-home xfs       245G   33M  245G    1% /home
tmpfs                   tmpfs     378M  4.0K  378M    1% /run/user/42
tmpfs                   tmpfs     378M   60K  378M    1% /run/user/0
/dev/sr0                iso9660   4.3G  4.3G     0  100% /run/media/root/CentOS 7 x86_64
192.168.100.70:/opt/hui nfs4       50G  4.2G   46G    9% /var/www/html
[root@web2 ~]# df -Th
文件系统                 类型      容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/centos-root  xfs        50G  4.2G   46G    9% /
devtmpfs                 devtmpfs  1.9G     0  1.9G    0% /dev
tmpfs                    tmpfs     1.9G     0  1.9G    0% /dev/shm
tmpfs                    tmpfs     1.9G   13M  1.9G    1% /run
tmpfs                    tmpfs     1.9G     0  1.9G    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1                xfs      1014M  179M  836M   18% /boot
/dev/mapper/centos-home  xfs       245G   33M  245G    1% /home
tmpfs                    tmpfs     378M  4.0K  378M    1% /run/user/42
tmpfs                    tmpfs     378M   28K  378M    1% /run/user/0
/dev/sr0                 iso9660   4.3G  4.3G     0  100% /run/media/root/CentOS 7 x86_64
192.168.100.70:/opt/fang nfs4       50G  4.2G   46G    9% /var/www/html

cd /var/www/html
vim index.html

配置lvs
[root@lvs ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@lvs network-scripts]# cp -p ifcfg-ens33 ifcfg-ens36
[root@lvs network-scripts]# vim ifcfg-ens33
[root@lvs network-scripts]# vim ifcfg-ens36
[root@web2 html]# systemctl restart network
yum -y install ipvsadm
ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm
vim nat.sh 
#!/bin/bash
echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 12.0.0.1:80 -s rr
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.100.20:80 -m
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.100.30:80 -m
ipvsadm
chmod +x nat.sh
./nat.sh

IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  12.0.0.1:http rr
  -> 192.168.100.20:http          Masq    1      0          0         
  -> 192.168.100.30:http          Masq    1      0          0

DR

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
DR调度器
yum -y install keepalived ipvsadm -y

vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward=1
#proc响应关闭重定向功能
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0

sysctl -p//生效

cd /etc/sysconfig/network-scripts
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0
vim ifcfg-ens33:0
DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.100.10
NETMASK=255.255.255.0

ifup ens33:0

cd /etc/init.d

vim dr.sh
#!/bin/bash
GW=192.168.100.1
VIP=192.168.100.10
RIP1=192.168.100.201
RIP2=192.168.100.202
case "$1" in
start)
  /sbin/ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm
  systemctl start ipvsadm
  /sbin/ifconfig ens33:0 $VIP broadcast $VIP netmask 255.255.255.255 broadcast $VIP up
  /sbin/route add -host $VIP dev ens33:0
  /sbin/ipvsadm -A -t $VIP:80 -s rr
  /sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP1:80 -g
  /sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP2:80 -g
  echo "ipvsadm starting [ok]"
  ;;
  stop)
  /sbin/ipvsadm -C
  systemctl stop ipvsadm
  ifconfig ens33:0 down
  route del $VIP
  echo "ipvsadm stoped [ok]"
  ;;
  status)
  if [ ! -e /var/lock/subsys/ipvsadm ];then
  echo "ipvsadm stoped"
  exit 1
	else
	echo "ipvsadm Runing [ok]"
  fi
  ;;
  *)
  echo "Usage:$0 {start|stop|status}"
  exit 1
  esac

chmod +x dr.sh
service dr.sh start
ifconfig

在这里插入图片描述在这里插入图片描述

节点服务器
yum -y install httpd
systemctl start httpd.service
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

cd /var/www/html
echo "this is hui " > index.html
echo "this is fang " > index.html
cd /etc/sysconfig/network-scripts
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.100.10
NETMASK=255.255.255.0
ONBOOT=yes

cd /etc/init.d/
vim web.sh

#!/bin/bash
VIP=192.168.100.10
  case "$1" in
  start)
	ifconfig lo:0 $VIP netmask 255.255.255.255 boradcast $VIP
	/sbin/route add -host $VIP dev lo:0
	echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
	echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
	echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
	echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
	sysctl -p > /dev/null 2>&1
    	echo "RealServer Start OK "
	;;
  stop)
	ifconfig lo:0 down
	route del $VIP /dev/null 2>&1
	echo "0" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
	echo "0" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
	echo "0" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
	echo "0" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
	echo "RealServer Stopd"
	;;
  *)
	echo "Usage $0 {start|stop}"
	exit
  esac
  exit 0

chmod +x web.sh
service web.sh start

ifup lo:0

ifconfig

在这里插入图片描述在这里插入图片描述

! Configuration File for keepalived

global_defs {
    
    
   notification_email {
    
    
     acassen@firewall.loc
     failover@firewall.loc
     sysadmin@firewall.loc
   }
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_02
   vrrp_skip_check_adv_addr
   vrrp_strict
   vrrp_garp_interval 0
   vrrp_gna_interval 0

}  

vrrp_instance VI_1 {
    
    
    state BACKUP
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 90
    advert_int 1
    authentication {
    
    
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }   
    virtual_ipaddress {
    
    
        192.168.100.10
    }   
}   

virtual_server 192.168.100.10 80 {
    
    
    delay_loop 6
    lb_algo rr 
    lb_kind DR 
    persistence_timeout 50
    protocol TCP
    
    real_server 192.168.100.201 80 {
    
    
        weight 1
        TCP_CHECK {
    
    
            connect_port 80
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }   
    }
    real_server 192.168.100.202 80 {
    
    
        weight 1
        TCP_CHECK {
    
    
            connect_port 80
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}

在这里插入图片描述

清除缓存再次刷新
在这里插入图片描述

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转载自blog.csdn.net/weixin_46355881/article/details/108367792
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