一. 集群概述
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什么是集群?
① .一组通过高速网络互联的计算组,并以单一系统的模式加以管理
② . 将很多服务器集中起来一起,提供同一种服务,在客户端看起来就像是只有一个服务器
③ .可以在付出较低成本的情况下获得在性能、可靠性、灵活性方面的相对较高的收益
④ .任务调度是集群系统中的核心技术 -
集群的目的
① .提高性能。如计算密集型应用,如:天气预报、核试验模拟
②. 降低成本。相对百万美元级的超级计算机,价格便宜
③. 提高可扩展性。只要增加集群节点即可
③. 增强可靠性。多个节点完成相同功能,避免单点失败 -
集群分类
① .高性能计算集群HPC：通过以集群开发的并行应用程序，解决复杂的科学问题。
② .负载均衡（LB）集群：客户端访问负载可以在计算机集群中尽可能平均地分摊处理。
③ .高可用（HA）集群：当集群中的一个系统发生故障时，集群软件迅速做出反应，将该系统的任务分配到集群中其它正在工作的系统上执行。
二 .LVS概述
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LVS介绍
①. Linux虚拟服务器(LVS)是章文嵩在国防科技大学就读博士期间创建的
②. LVS可以实现高可用、可伸缩的web、Mail、Cache和Media等网络服务
③. 最终目标是利用Linux操作系统和LVS集群软件实现 一个高可用、高性能、低成本的服务器应用集群 -
LVS集群组成
①. 前端:负载均衡层,由一台或多台负载调度器构成
②. 中间:服务器群组层,由一组实际运行应用服务的服务器组成
③. 底端:数据共享存储层,提供共享存储空间的存储区域 -
LVS 工作模式
①. VS/NAT：通过网络地址转换实现的虚拟服务器。Director将用户请求报文的目的地址改成选定的Real Server地址后，转发给Real Server。大并发访问时，调度器的性能成为瓶颈。
②. VS/DR：直接使用路由技术实现虚拟服务器。通过改写请求报文的MAC地址，将请求发至Real Server，Real Server直接响应客户端。
③. VS/TUN：通过隧道方式实现虚拟服务器。Director采用隧道技术将请求发至Real Server后，Real Server直接响应客户端。
三. keepalived概述
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调度器出现单点故障,如何解决?
①. keepalived实现了高可用集群
②. keepalived最初是为了LVS设计的,专门监控各服务器节点的状态
③. keepalived后来加入了vrrp功能,防止单点故障 -
keepalived运行原理
①.keepalived检测每个节点服务器状态
②.服务器节点异常或工作出现故障,keepalived将故障节点从集群系统中剔除
③. 故障节点恢复后,keepalived再讲其加入到集群系统当中
④. 所有工作自动完成,无需人工干预
四. 搭建LVS(DR模式)+Keepalive高可用集群
目的:使用Keepalived为LVS调度器提供高可用功能，防止调度器单点故障，为用户提供Web服务
实验拓扑,如下:
步骤一: 配置网络环境
- 配置web服务器网络参数 (两台web服务器都配置,这里以web1为例)
[root@web1 ~]# nmcli connection modify eth0 ipv4.method manual ipv4.addresses 192.168.4.100/24 connection.autoconnect yes
[root@web1 ~]# nmcli connection up eth0
[root@web1 ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@web1 ~]# cp ifcfg-lo{,:0}
[root@web1 ~]# vim ifcfg-lo:0 #配置web1的VIP地址,子网掩码必须是32(也就全是255)
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.4.15 //虚拟vip地址
NETMASK=255.255.255.255 //子网掩码
NETWORK=192.168.4.15 //网络地址
BROADCAST=192.168.4.15 //广播地址
ONBOOT=yes
NAME=lo:0
[root@web1 ~]# vim /etc/sysctl.conf
#手动写入如下4行内容
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
#当有arp广播问谁是192.168.4.15时，本机忽略该ARP广播，不做任何回应
#本机不要向外宣告自己的lo回环地址是192.168.4.15
#写入这四行的主要目的就是访问192.168.4.15的数据包，只有调度器会响应，其他主机都不做任何响应。
[root@web1 ~]# systemctl stop NetworkManager
[root@web1 ~]# systemctl disable NetworkManager
[root@web1 ~]# systemctl restart network
[root@web1 ~]# ifconfig
[root@web1 ~]# systemctl stop firewalld
[root@web1 ~]# setenforce 0
- 配置proxy主机网络参数(不配置VIP，由keepalvied自动配置)
[root@proxy ~]# nmcli connection modify eth0 ipv4.method manual ipv4.addresses 192.168.4.5/24 connection.autoconnect yes
[root@proxy ~]# nmcli connection up eth0
[root@proxy2 ~]# nmcli connection modify eth0 ipv4.method manual ipv4.addresses 192.168.4.6/24 connection.autoconnect yes
[root@proxy2 ~]# nmcli connection up eth0
步骤二:配置后台web服务
- 安装软件，自定义Web页面（web1和web2主机）
[root@web1 ~]# yum -y install httpd
[root@web1 ~]# echo "192.168.4.100" > /var/www/html/index.html
[root@web2 ~]# yum -y install httpd
[root@web2 ~]# echo "192.168.4.200" > /var/www/html/index.html
- 启动Web服务器软件(web1和web2主机)
[root@web1 ~]# systemctl start httpd ; systemctl enable httpd
[root@web2 ~]# systemctl start httpd ; systemctl enable httpd
步骤三:调度器安装Keepalived与ipvsadm软件(两台LVS调度器执行相同的操作)
[root@proxy ~]# yum install -y keepalived
[root@proxy ~]# systemctl enable keepalived
[root@proxy ~]# yum install -y ipvsadm
[root@proxy ~]# ipvsadm -C
[root@proxy2 ~]# yum install -y keepalived
[root@proxy2 ~]# systemctl enable keepalived
[root@proxy2 ~]# yum install -y ipvsadm
[root@proxy2 ~]# ipvsadm -C
步骤四：部署Keepalived实现LVS-DR模式调度器的高可用
- LVS1调度器设置Keepalived，并启动服务（在192.168.4.5主机操作）
[root@proxy ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
notification_email {
[email protected] //设置报警收件人邮箱
}
notification_email_from ka@localhost //设置发件人
smtp_server 127.0.0.1 //定义邮件服务器
smtp_connect_timeout 30
router_id lvs1 //设置路由ID号(实验需要修改)
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER //主服务器为MASTER
interface eth0 //定义网络接口
virtual_router_id 51 //主辅VRID号必须一致
priority 100 //服务器优先级
advert_int 1
authentication {
auth_type pass
auth_pass 1111 //主辅服务器密码必须一致
}
virtual_ipaddress {
//配置VIP（实验需要修改）
192.168.4.15
}
}
virtual_server 192.168.4.15 80 {
//设置ipvsadm的VIP规则（实验需要修改）
delay_loop 6
lb_algo rr //设置LVS调度算法为RR
lb_kind DR //设置LVS的模式为DR（实验需要修改）
#persistence_timeout 50 //（实验需要注释）
#注意这样的作用是保持连接，开启后，客户端在一定时间内始终访问相同服务器
protocol TCP
real_server 192.168.4.100 80 {
//设置后端web服务器真实IP（实验需要修改）
weight 1 //设置权重为1
TCP_CHECK {
//对后台real_server做健康检查（实验需要修改）
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 192.168.4.200 80 {
//设置后端web服务器真实IP（实验需要修改）
weight 2 //设置权重为1
TCP_CHECK {
//对后台real_server做健康检查（实验需要修改）
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}
[root@proxy1 ~]# systemctl start keepalived
[root@proxy1 ~]# ipvsadm -Ln #查看LVS规则
[root@proxy1 ~]# ip a s #查看VIP配置
[root@proxy1 ~]# iptables -F
- LVS2调度器设置Keepalived，并启动服务（在192.168.4.6主机操作）
[root@proxy ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
notification_email {
[email protected] //设置报警收件人邮箱
}
notification_email_from ka@localhost //设置发件人
smtp_server 127.0.0.1 //定义邮件服务器
smtp_connect_timeout 30
router_id lvs2 //设置路由ID号(实验需要修改)
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP //从服务器为BACKUP
interface eth0 //定义网络接口
virtual_router_id 51 //主辅VRID号必须一致
priority 50 //服务器优先级
advert_int 1
authentication {
auth_type pass
auth_pass 1111 //主辅服务器密码必须一致
}
virtual_ipaddress {
//配置VIP（实验需要修改）
192.168.4.15
}
}
virtual_server 192.168.4.15 80 {
//设置ipvsadm的VIP规则（实验需要修改）
delay_loop 6
lb_algo rr //设置LVS调度算法为RR
lb_kind DR //设置LVS的模式为DR（实验需要修改）
#persistence_timeout 50 //（实验需要注释）
#注意这样的作用是保持连接，开启后，客户端在一定时间内始终访问相同服务器
protocol TCP
real_server 192.168.4.100 80 {
//设置后端web服务器真实IP（实验需要修改）
weight 1 //设置权重为1
TCP_CHECK {
//对后台real_server做健康检查（实验需要修改）
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 192.168.4.200 80 {
//设置后端web服务器真实IP（实验需要修改）
weight 2 //设置权重为1
TCP_CHECK {
//对后台real_server做健康检查（实验需要修改）
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}
[root@proxy1 ~]# systemctl start keepalived
[root@proxy1 ~]# ipvsadm -Ln #查看LVS规则
[root@proxy1 ~]# ip a s #查看VIP配置
[root@proxy1 ~]# iptables -F
步骤五:客户端测试
客户端使用curl命令反复连接http://192.168.4.15，查看访问的页面是否会轮询到不同的后端真实服务器。