群集应用概述
群集的含义
- Cluster,集群、群集
- 由多台主机构成,但对外只表现为一个整体
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)
- 以提高应用系统的影响能力、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)
- 以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方式
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
- 高性能运算群集的高性能依赖于“分布式运算”、“并行运算”,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
负载均衡群集是目前企业用得最多的群集模型
群集的负载调度技术有三种工作模式
- 地址转换
- IP隧道
- 直接路由(DR模式)
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的服务器节点的网关,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
关于LVS虚拟服务器
Linux Virtual Server
针对Linux内核的负载均衡方案
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
LVS的负载调度算法
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
实验环境说明:
1.服务器为LVS,调度两台WEB服务器
2.WEB服务器1,安装apache服务
3.WEB服务器2,安装apache服务
4.服务器作为提供存储空间,实现NFS共享存储功能
5.客服机,作为测试LVS的轮询查询特点
角色 | IP |
1.LVS | ens33:192.168.100.1 ens36:12.0.0.1 |
2.WEB1 | 192.168.100.10 |
3.WEB2 | 192.168.100.20 |
4.NFS | 192.168.100.100 |
一.配置NFS服务
- 查看是否安装rpcbind 和 nfs-utils软件包
rpm -q nfs-utils
rpm -q rpcbind
没有安装则用
yum install nfs-utils rpcbind -y
- 创建挂载目录
mkdir /opt/kgc
mkdir /opt/accp
- 配置NFS共享存储空间
vim /etc/exports
/opt/kgc 192.168.100.0/24(rw,sync,no_root_squash)
/opt/accp 192.168.100.0/24(rw,sync,no_root_squash)
- 开启NFS功能,关闭防火墙
systemctl start nfs
systemctl start rpcbind
systemctl stop firewalld.service
//查看共享空间
showmount -e
Export list for nfs:
/opt/accp 192.168.100.0/24
/opt/kgc 192.168.100.0/24
二.配置两台Apache服务
- kgcWEB服务配置
yum install httpd -y
//修改kgcWEB服务监听地址
vim /etc/httpd/conf/httpd.conf
Listen:192.168.100.10:80
//创建首页内容
vim /var/www/html/index.html
<h1>this is kgc web</h1>
//挂载NFS共享存储空间
kgcWEB
vim /etc/exports
192.168.100.100:/opt/kgc /var/www/html nfs defaults,_netdev 0 0
mount -a
- accpWEB服务配置
yum install httpd -y
//修改accpWEB服务监听地址
vim /etc/httpd/conf/httpd.conf
Listen:192.168.100.20:80
//创建首页内容
vim /var/www/html/index.html
<h1>this is accp web</h1>
//挂载NFS共享存储空间
accpWEB
vim /etc/exports
192.168.100.100:/opt/accp /var/www/html nfs defaults,_netdev 0 0
mount -a
关闭两台服务器的防火墙
三.配置LVS服务
- 安装ipvsadm服务
yum install ipvsadm -y
- 作为网关,需要开启路由转发功能
//开启路由转发功能
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward=1
systemctl -p
- 添加iptables规则,设置地址映射
iptables -F
iptables -t nat -F
iptables -t nat -A POSTROUTING -o ens36 -s 192.168.100.0/24 -j SNAT --to-source 12.0.0.1
- 加载LVS内核模块
modprobe ip_vs
- 开启 ipvsadm
ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm
- 开启LVS服务
systemctl start ipvsadm.service
- 编写LVS规则脚本
vim /opt/nat.sh
#!/bin/bash
ipvsadm -C //初始化
ipvsadm -A -t 12.0.0.1:80 -s rr
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.100.10 -m //调度服务器
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.100.20 -m //调度服务器
ipvsadm
- 添加权限,执行脚本
chmod +x /opt/nat.sh
cd /opt
./nat.sh
四.验证实验
在win10浏览器上,访问 12.0.0.1,因为做了NAT模式和存储共享,所以是可以直接访问到两台Apache服务器上的网页的,这就说明群集起作用了。