一、企业集群分类
（一）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（Load Balance Cluster）
- 提高应用系统的相应能力、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、尽可能地减少中断时间为目标，确保服务的连续性，打到高可用（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
二、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）
三、负载均衡集群的工作模式
三种：地址转换、IP隧道、直接路由
- 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
- 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
- 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
四、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）
- 根据调度器设置的权重值来分发请求，权重值高的节点优点获得任务，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利的活动连接负载
五、LVS-NAT部署实验
（一）实验环境介绍
- 实验环境：VMware Workstation 15.5、Centos7.6、X Shell
| 设备编号 | 设备IP地址 | 用途 |
|---|---|---|
| 1 | 12.0.0.1/192.168.100.1 | LVS及内外网网关 |
| 2 | 192.168.100.134 | Web服务器1 |
| 3 | 192.168.100.135 | Web服务器2 |
| 4 | 192.168.100.136 | NFS服务器 |
| 5 | 12.0.0.20 | 客户机（win10） |
（二）实验步骤
- 实验准备
1、在LVS上安装ipvsadm工具
yum -y install ipvsadm
2.、在节点1、节点2上分别安装http服务
yum -y install httpd
3、在NFS共享上安装
yum -y install nfs-utils
4、在4台服务器上关闭防火墙
setenforce 0
systemctl stop firewalld
- 实验步骤
1、创建NFS共享目录
cd /opt/
mkdir test1 test2
赋予权限：
chmod 777 test1 test2
2、编辑NFS配置文件
vim /etc/exports
在配置文件中写入以下内容：
/opt/test1 192.168.100.0/24(rw,sync)
/opt/test2 192.168.100.0/24(rw,sync)
3、开启NFS服务
systemctl start nfs
systemctl start rpcbind
4、发布共享资源
exportfs -rv
5、在节点1、节点2上分别执行以下命令，查看共享目录列表
showmount -e 192.168.100.136
返回结果：
Export list for 192.168.100.136:
/opt/test1 192.168.100.0/24
/opt/test2 192.168.100.0/24
6、在节点1与节点2上设置开机自动挂载
vim /etc/fstab
在节点1中写入：
192.168.100.136:/opt/test1 /var/www/html nfs defaults 0 0
在节点2中写入：
192.168.100.136:/opt/test2 /var/www/html nfs defaults 0 0
配置完成后分别执行mount -a进行挂载
7、在节点1、节点2上写入测试页面
在节点1上执行:vim /var/www/html/index.html
在文件中写入：<h1>test1</h1>
在节点2上执行:vim /var/www/html/index.html
在文件中写入：<h1>test2</h1>
8、开启节点1、2上的http服务
systemctl start httpd
9、在LVS服务器上使用脚本配置ipvsadm工具
#!/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 192.168.100.134:80 -m
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.100.135:80 -m
ipvsadm
执行脚本，返回如下信息：
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP localhost.localdomain:http rr
-> 192.168.100.134:http Masq 1 0 0
-> 192.168.100.135:http Masq 1 0 0
10、验证结果，在客户机上打开浏览器，访问12.0.0.1，出现test2的网页，稍等片刻后再刷新浏览器，出现了test1网页，说明LVS是进行轮询访问的