Cluster02 - 集群LVS简介 LVS-NAT集群 LVS-DR集群

其他 2018-08-13 05:36:54 阅读次数: 0

一、集群及LVS简介

1.1 集群简介

1.1.1 什么是集群

•  将很多服务器集中起来一起,提供同一种服务,在客
户端看来就象是只有一个服务器
•  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

•  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
•  任务调度是集群系统中的核心技术

1.1.2 集群目的

•  提高性能
–  如计算密集型应用,如:天气预报、核试验模拟
•  降低成本
–  相对百万美元级的超级计算机,价格便宜
•  提高可扩展性
–  只要增加集群节点即可
•  增强可靠性
–  多个节点完成相同功能,避免单点失败

1.1.3 集群分类

•  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
•  负载均衡(LB)集群
–  客户端负载在计算机集群中尽可能平均分摊
•  高可用(HA)集群
–  避免单点故障,当一个系统发生故障时,可以快速迁移

二、LVS概述

2.1 LVS集群组成

•  前端:负载均衡层
–  由一台或多台负载调度器构成
•  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
•  底端:数据共享存储层
–  提供共享存储空间的存储区域

2.2 LVS术语

•  Director Server:调度服务器
–  将负载分发到Real Server的服务器
•  Real Server:真实服务器
–  真正提供应用服务的服务器
•  VIP:虚拟IP地址
–  公布给用户访问的虚拟IP地址
•  RIP:真实IP地址
–  集群节点上使用的IP地址
•  DIP:调度器连接节点服务器的IP地址

2.3 LVS工作模式

•  VS/NAT
–  通过网络地址转换实现的虚拟服务器
–  大并发访问时,调度器的性能成为瓶颈
•  VS/DR
–  直接使用路由技术实现虚拟服务器
–  节点服务器需要配置VIP,注意MAC地址广播
•  VS/TUN
–  通过隧道方式实现虚拟服务器

2.4 负载均衡调度算法

•  LVS目前实现了10种调度算法
•  常用调度算法有5种
–  轮询(Round Robin)

       –  将客户端请求平均分发到Real Server
–  加权轮询(Weighted Round Robin)

       –  根据Real Server权重值进行轮询调度
–  最少连接(Least Connections)

       –  选择连接数最少的服务器
–  加权最少连接( Weighted Least Connections )

      –  根据Real Server权重值,选择连接数最少的服务器

–  源地址散列(Source Hashing)
      –  根据请求的目标IP地址,作为散列键(Hash Key)从静态分配
的散列表找出对应的服务器

 •  其他调度算法
–  基于局部性的最少链接
–  带复制的基于局部性最少链接
–  目标地址散列(Destination Hashing)
–  最短的期望的延迟
–  最少队列调度

1 案例1：ipvsadm命令用法

1.1 问题

准备一台Linux服务器，安装ipvsadm软件包，练习使用ipvsadm命令，实现如下功能：

  • 使用命令添加基于TCP一些的集群服务
  • 在集群中添加若干台后端真实服务器
  • 实现同一客户端访问，调度器分配固定服务器
  • 会使用ipvsadm实现规则的增、删、改
  • 保存ipvsadm规则

1.2 方案

安装ipvsadm软件包，关于ipvsadm的用法可以参考man ipvsadm资料。常用ipvsadm命令语法格式如表-1所示。

表－1 ipvsadm语法格式

1.3 步骤

实现此案例需要按照如下步骤进行。

步骤一：使用命令增、删、改LVS集群规则

1）创建LVS虚拟集群服务器

  1. [root@svr5 ~]# ipvsadm -A -t 192.168.0.254 -s wrr -p 30

2）为集群添加若干real server

  1. [root@svr5 ~]# ipvsadm –a -t 192.168.0.254 -r 192.168.0.1 -m -w 1
  2. [root@svr5 ~]# ipvsadm –a -t 192.168.0.254 -r 192.168.0.2 -m -w 2
  3. [root@svr5 ~]# ipvsadm –a -t 192.168.0.254 -r 192.168.0.3 -m -w 3
  4. [root@svr5 ~]# ipvsadm –a -t 192.168.0.254 -r 192.168.0.4 -m -w 4

3）修改集群服务器设置

  1. [root@svr5 ~]# ipvsadm -E -t 192.168.0.254 -s sh -p 30

4）修改read server

  1. [root@svr5 ~]# ipvsadm –a -t 192.168.0.254 -r 192.168.0.1 -m   

5）查看LVS状态

  1. [root@svr5 ~]# ipvsadm –Ln

6）保存所有规则

  1. [root@svr5 ~]# service ipvsadm save

7）清空所有规则

  1. [root@svr5 ~]# ipvsadm –C

2 案例2：部署LVS-NAT集群

2.1 问题

使用LVS实现NAT模式的集群调度服务器，为用户提供Web服务：

  • 集群对外公网IP地址为202.114.106.20
  • 调度器内网IP地址为192.168.0.254
  • 真实Web服务器地址分别为192.168.0.1、192.168.0.2、192.168.0.3
  • 使用加权轮询调度算法，真实服务器权重与其IP地址末尾数一致

2.2 方案

使用4台虚拟机，1台作为Director调度器、3台作为Real Server、物理机作为客户端，拓扑结构如图-1所示。

2.3 步骤

实现此案例需要按照如下步骤进行。

步骤一：配置网络环境

1）设置Web服务器网络参数

  1. [root@web1 ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
  2. DEVICE=eth0
  3. ONBOOT=yes
  4. BOOTPROTO=static
  5. IPADDR=192.168.0.1
  6. NETMASK=255.255.255.0
  7. GATEWAY=192.168.0.254
  8. DNS1=202.106.0.20
  9. [root@web1 ~]# systemctl restart network
  10. nmcli connection reload eth0         //重新加载网卡配置文件
  11. nmcli connection up eth0               //激活网卡
  12.     删除多余的网卡  nmcli connection delete  eth2 
  13. [root@web2 ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
  14. DEVICE=eth0
  15. ONBOOT=yes
  16. BOOTPROTO=static
  17. IPADDR=192.168.0.2
  18. NETMASK=255.255.255.0
  19. GATEWAY=192.168.0.254
  20. DNS1=202.106.0.20
  21. [root@web2 ~]# systemctl restart NetworkManager
  22. [root@web3 ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
  23. DEVICE=eth0
  24. ONBOOT=yes
  25. BOOTPROTO=static
  26. IPADDR=192.168.0.3
  27. NETMASK=255.255.255.0
  28. GATEWAY=192.168.0.254
  29. DNS1=202.106.0.20
  30. [root@web3 ~]# systemctl restart NetworkManager

2）自定义Web页面

  1. [root@web1 ~]# echo “192.168.0.1” > /var/www/html/index.html
  2. [root@web2 ~]# echo “192.168.0.2” > /var/www/html/index.html
  3. [root@web3 ~]# echo “192.168.0.3” > /var/www/html/index.html

3）启动Web服务器软件

  1. [root@web1 ~]# service httpd start
  2. [root@web2 ~]# service httpd start
  3. [root@web3 ~]# service httpd start

4)设置LVS调度器网络参数

  1. [root@lvs ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
  2. DEVICE=eth0
  3. ONBOOT=yes
  4. BOOTPROTO=static
  5. IPADDR=202.114.106.20
  6. DNS1=202.106.0.20
  7. [root@lvs ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1
  8. DEVICE=eth0
  9. ONBOOT=yes
  10. BOOTPROTO=static
  11. IPADDR=192.168.0.254
  12. NETMASK=255.255.255.0
  13. DNS1=202.106.0.20
  14. [root@lvs ~]# systemctl restart NetworkManager
  15. [root@lvs ~]# sed -i '/ip_forward/s/0/1/' sysctl.conf //开启路由转发
  16. [root@lvs ~]# sysctl -p

步骤二：调度器安装软件并启动服务

1）安装软件

  1. [root@lvs Packages]# rpm –ihv ipvsadm-1.25-10.el6.x86_64.rpm

2）启动服务

  1. [root@lvs Packages]# service ipvsadm start
  2. [root@lvs Packages]# chkconfig ipvsadm on

步骤三：部署LVS-NAT模式调度器

1）创建集群服务器

  1. [root@lvs ~]# ipvsadm -A -t 202.114.106.20:80 -s wrr

2）添加真实服务器

  1. [root@lvs ~]# ipvsadm -a -t 202.114.106.20:80 -r 192.168.0.1  -m -w 1   【lvs的nat模式】
  2. [root@lvs ~]# ipvsadm -a -t 202.114.106.20:80 -r 192.168.0.2  -m -w 2
  3. [root@lvs ~]# ipvsadm -a -t 202.114.106.20:80 -r 192.168.0.3  -m -w 3

3）查看规则列表，并保存规则

  1. [root@lvs ~]# ipvsadm –Ln
  2. [root@lvs ~]# ipvsadm-save -n > /etc/sysconfig/ipvsadm

步骤四：客户端测试

客户端使用curl命令反复连接http://202.114.106.20，查看访问的页面是否会轮询到不同的后端真实服务器。

3 案例3：部署LVS-DR集群

3.1 问题

使用LVS实现DR模式的集群调度服务器，为用户提供Web服务：

  • 路由器对外公网IP地址为202.114.106.20
  • 路由器内网IP地址为192.168.0.254
  • 路由是需要设置SNAT及DNAT功能
  • LVS调度器真实IP地址为192.168.0.10
  • LVS调度器VIP地址设置为192.168.0.253
  • 真实Web服务器地址分别为192.168.0.1、192.168.0.2
  • 使用加权轮询调度算法，真实服务器权重与其IP地址末尾数一致

3.2 方案

使用4台虚拟机，1台作为Linux路由器、1台作为Director调度器、2台作为Real Server、物理机作为客户端，拓扑结构如图-2所示。

图-2                         

3.3 步骤

实现此案例需要按照如下步骤进行。

步骤一：配置网络环境

1）设置Web服务器网络参数

  1. [root@web1 ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
  2. DEVICE=eth0
  3. ONBOOT=yes
  4. BOOTPROTO=static
  5. IPADDR=192.168.0.1
  6. NETMASK=255.255.255.0
  7. GATEWAY=192.168.0.254
  8. DNS1=202.106.0.20
  9. [root@web1 ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
  10. DEVICE=lo:0
  11. ONBOOT=yes
  12. BOOTPROTO=static
  13. IPADDR=192.168.0.253
  14. NETMASK=255.255.255.255
  15. [root@web1 ~]# vim /etc/sysctl.conf
  16. .. ..
  17. net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
  18. net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
  19. net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
  20. net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
  21. [root@web1 ~]# sysctl -p
  22. [root@web1 ~]# systemctl restart NetworkManager
  23. [root@web2 ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
  24. DEVICE=eth0
  25. ONBOOT=yes
  26. BOOTPROTO=static
  27. IPADDR=192.168.0.2
  28. NETMASK=255.255.255.0
  29. GATEWAY=192.168.0.254
  30. DNS1=202.106.0.20
  31. [root@web2 ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
  32. DEVICE=lo:0
  33. ONBOOT=yes
  34. BOOTPROTO=static
  35. IPADDR=192.168.0.253
  36. NETMASK=255.255.255.255
  37. [root@web2 ~]# vim /etc/sysctl.conf
  38. .. ..
  39. net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
  40. net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
  41. net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
  42. net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
  43. [root@web2 ~]# sysctl -p
  44. [root@web2 ~]# systemctl restart NetworkManager

2）自定义Web页面

  1. [root@web1 ~]# echo “192.168.0.1” > /var/www/html/index.html
  2. [root@web2 ~]# echo “192.168.0.2” > /var/www/html/index.html

3）启动Web服务器软件

  1. [root@web1 ~]# systemctl start httpd; systemctl enable httpd
  2. [root@web2 ~]# systemctl start httpd; systemctl enable httpd

4)设置LVS调度器网络参数

  1. [root@lvs ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
  2. DEVICE=eth0
  3. ONBOOT=yes
  4. BOOTPROTO=static
  5. IPADDR=192.168.0.10
  6. NETMASK=255.255.255.0
  7. GATEWAY=192.168.0.254
  8. DNS1=202.106.0.20
  9. [root@lvs ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0:0
  10. DEVICE=eth0:0
  11. ONBOOT=yes
  12. BOOTPROTO=static
  13. IPADDR=192.168.0.253
  14. NETMASK=255.255.255.0
  15. GATEWAY=192.168.0.254
  16. DNS1=202.106.0.20
  17. [root@lvs ~]# systemctl restart NetworkManager

5）设置Linux路由器网络参数

  1. [root@router ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
  2. DEVICE=eth0
  3. ONBOOT=yes
  4. BOOTPROTO=static
  5. IPADDR=202.114.106.20
  6. DNS1=202.106.0.20
  7. [root@router ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1
  8. DEVICE=eth0
  9. ONBOOT=yes
  10. BOOTPROTO=static
  11. IPADDR=192.168.0.254
  12. NETMASK=255.255.255.0
  13. DNS1=202.106.0.20
  14. [root@router ~]# systemctl restart NetworkManager

6）设置Linux路由器的SNAT、DNAT功能

  1. [root@router ~]# sed -i '/ip_forward/s/0/1/' sysctl.conf //开启路由转发
  2. [root@router ~]# sysctl -p
  3. [root@router ~]# iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.0.0/24 -p tcp –j SNAT --to-source 202.114.106.20
  4. [root@router ~]# iptables -t nat -A PREROUTING -d 202.114.106.20 -p tcp --dport 80 –j DNAT --to-destination 192.168.0.253:80
  5. [root@router ~]# service iptables save

步骤二：调度器安装软件并启动服务

1）安装软件

  1. [root@lvs Packages]# rpm –ihv ipvsadm-1.25-10.el6.x86_64.rpm

2）启动服务

  1. [root@lvs Packages]# systemctl start ipvsadm
  2. [root@lvs Packages]# systemctl enable ipvsadm

步骤三：部署LVS-DR模式调度器

1）创建集群服务器

  1. [root@lvs ~]# ipvsadm -A -t 192.168.0.253:80 -s wrr

2）添加真实服务器

  1. [root@lvs ~]# ipvsadm -a -t 192.168.0.253:80 -r 192.168.0.1 -g -w 1
  2. [root@lvs ~]# ipvsadm -a -t 192.168.0.253:80 -r 192.168.0.2 -g -w 2

3）查看规则列表，并保存规则

  1. [root@lvs ~]# ipvsadm –Ln
  2. [root@lvs ~]# ipvsadm-save -n > /etc/sysconfig/ipvsadm

步骤四：客户端测试

客户端使用curl命令反复连接http://202.114.106.20，查看访问的页面是否会轮询到不同的后端真实服务器。

4.常见错误

4.1 服务无法启动

问题现象
•  启动LVS服务时,启动失败
•  尝试以restart方式启动服务,仍然失败

故障分析及排除
•  原因分析
–  检查服务状态和日志,提示没有/etc/sysconfig/ipvsadm文件
–  该文件是调度规则文件
•  解决办法
–  先将规则存盘,再重启服务

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转载自blog.csdn.net/qq_36441027/article/details/81502714
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