LVS负载均衡群集知识介绍——架构，三种工作模式，调度算法，NFS共享存储

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，但对外只表现为一个整体

■问题：
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

比如阿里云，云上线标准要5000台，一个区域就5000

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)
提高应用系统的响应能力、尽可能处理更多的访问请求、i咸少延迟为目标，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，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

负载均衡群集架构

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)

一般服务器池与存储服务器之间都会有一个光纤交换机

负载均衡群集工作模式

■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
直接路由

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
IPTunnel，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lnternet车接直接回应客户机，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

LVS负载调度算法

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    
[root@localhost~]# cat /proc/net/ip_vs
IPVirtual Server version 1.2.1(size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn

◆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

NFS共享存储

1.Network File System，网络文件系统
依赖于RPC(远端过程调用)
需安装nfs-utils.rpcbind软件包
系统服务:nfs、rpcbind
共享配置文件:/etc/exports

2、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

3、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

实现过程如下：

##首先是NFS存储服务器的操作192.168.100.21##

#rpm -q nfs-utils  如果没装，  yum -y install nfs-utils
#rpm -q rpcbind    如果没装，  yum  -y install rpcbind

[root@localhost~ ]# systemctl start nfs
[root@localhost ~]# systemctl start rpcbind

##创建挂载点内容
[root@localhost ~]# mkdir /opt/51xit /opt/52xit
[root@localhost ~]# echo "你好，我是51" > /opt/51xit/index.html
[root@localhost ~]# echo "你好，我是52" > /opt/51xit/index.html

##宣告挂载什么内容
[root@localhost ~]# vi /etc/exports
/opt/51xit 192.168.100.0/24(rw,sync)
/opt/52xit 192.168.100.0/24(rw,sync)

##查看一下
[root@localhost ~]# showmount -e
Export list for localhost.localdomain:
/opt/52xit 192.168.100.0/24
/opt/51xit 192.168.100.0/24


[root@localhost~]# systemctl restart nfs
[root@localhost~]# systemctl restart rpcbind
[root@localhost ~]# systemctl enable nfs
[root@localhost ~]# systemctl enable rpcbind

###下面是web服务器的挂载操作##

[root@localhost~]# showmount -e 192.168.100.21      ####如果还没发布，请到存储服务器发布下. exportfs -rv
Export list for 192.168.100.21:
/opt/52xit 192.168.100.0/24
/opt/51xit 192.168.100.0/24

[root@localhost ~]# yum -y install httpd
[root@localhost ~]# mount 192.168.100.21:/opt/51xit /var/www/html/

###开机自动挂载，注意格式对齐
[root@localhost~]# vi /etc/fstab
192.168.100.21:/opt/51xit   /var/www/html/  nfsdefaults,_netdev 0 0  

NFS容易出错的地方

1：
#如果你NFS服务器宣告的是/opt/52xit 192.168.100.0/24
#那你在挂载时，不要挂载/opt/52xit/ 192.168.100.0/24，这里多了一个/ 
#虽然是一样的，但是不会识别

2：
#当你宣告的时候，切记网段后面不要跟空格，不然等你showmount -e的时候会看到
#everyone 都可以挂载
[root@localhost ~]# vi /etc/exports
/opt/51xit 192.168.100.0/24(rw,sync)
/opt/52xit 192.168.100.0/24(rw,sync)