口碑好的定制网站建设,网站开发工程师介绍,wordpress 汉化 主题,私人做网站目录 一、群集的概述1、群集的含义2、出现高并发的解决方法3、群集的三种分类3.1负载均衡群集3.2高可用群集3.3高性能运算群集 4、负载均衡的结构 三、LVS调度器用的调度方法四、LVS的工作模式及其工作过程1.NAT模式#xff08;VS-NAT#xff09;2.直接路由模式#xff08;V… 目录 一、群集的概述1、群集的含义2、出现高并发的解决方法3、群集的三种分类3.1负载均衡群集3.2高可用群集3.3高性能运算群集 4、负载均衡的结构 三、LVS调度器用的调度方法四、LVS的工作模式及其工作过程1.NAT模式VS-NAT2.直接路由模式VS-DR3.IP隧道模式VS-TUN 五、LVS虚拟服务器六、ipvsadm工具七、LVS-NAT部署实操1.部署nginx服务器2.部署NF共享服务3.部署LVS调度器4.配置负载分配策略 一、群集的概述
1、群集的含义
Cluster集群、群集为解决某个特定的问题将多台计算机组合起来形成的单个系统 由多台主机构成的一个整体提供一个访问入口IP或域名集群中的多台主机都干一件事提供一样的服务
2、出现高并发的解决方法
目前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已经无法满足负载均衡及高可用的要求。通常有以下两个解决方法
纵向扩展扩展CPU、内存、使用价格昂贵的小型机、大型机 横向扩展使用多台相对廉价的普通服务器构建服务群集
但是纵向扩展总有上限插槽的数量有限所以我们更多的采用横向扩展通过整合多台服务器使用LVS来达到服务器的高可用和负载均衡并以同一个IP地址通常成为浮动IP简称VIP对外提供相同的服务。
3、群集的三种分类
负载均衡群集LB 提高系统响应能力处理更多的访问请求减少延迟获得高并发、高负载的性能高可用群集HA 提高系统的可靠性尽可能的减少中断时间确保业务的连续性高性能运算群集HPC 通过整合多台主机的硬件资源使用分布式/并行运算方法来获取高性能计算能力云计算就是它的具体实现
3.1负载均衡群集
LBLoad Balancing负载均衡多个主机组成每个主机只承担一部分访问请求
提高应用系统的响应能力、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
3.2高可用群集
HAHigh 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
3.3高性能运算群集
HPCHigh 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”通过专用硬件个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
4、负载均衡的结构 第一层负载调度器Load Balancer或Director——代理Nginx 访问整个群集系统的唯一入口对外使用所有服务器共有的VIP地址也称为群集IP地址通常会配置主、备两台调度器实现热备份当主调度器失效后能够平滑替换至备用调度器确保高可用性。
第二层服务器池Server Pool 后端的真实服务器upstream tocmat_server{ip:port} location进行匹配跳转到upstream地址池中也是服务器池所映射的后端节点tomcat群集所提供的应用服务由服务器池承担其中每个节点具有独立的RIP地址真实IP只处理调度器分发过来的客户机请求。当某个节点暂时失效时负载调度器的容错机制会将其隔离等待错误排除后在重新纳入服务器池。
第三层共享存储Share Storage 为服务器池中的所有节点提供稳定、一致的文件存取服务确保整个群集的统一性。共享存储可以使用NAS设备或者提供NFS共享服务的专用服务器。
三、LVS调度器用的调度方法
LVS调度器用的调度方法基本分为两类
固定调度算法rrwrrdhsh
rr轮询算法将请求依次分配给不同的RS真实服务器节点即RS节点中均摊分配。适合于RS所有节点处理性能接近的情况。wrr加权轮训调度依据不同RS的权值分配任务。权值较高的RS将优先获得任务并且分配到的连接数将比权值低的RS更多。相同权值的RS得到相同数目的连接数。dh目的地址哈希调度destination hashing以目的地址为关键字查找一个静态hash表来获得所需RS。sh源地址哈希调度source hashing以源地址为关键字查找一个静态hash表来获得需要的RS。
动态调度算法wlclclblc
wlc加权最小连接数调度假设各台RS的权值依次为Wi当前tcp连接数依次为Ti依次去Ti/Wi为最小的RS作为下一个分配的RS。lc最小连接数调度least-connectionIPVS表存储了所有活动的连接。LB会比较将连接请求发送到当前连接最少的RS。lblc基于地址的最小连接数调度locality-based least-connection将来自同一个目的地址的请求分配给同一台RS此时这台服务器是尚未满负荷的。否则就将这个请求分配给连接数最小的RS并以它作为下一次分配的首先考虑。
四、LVS的工作模式及其工作过程
LVS 有三种负载均衡的模式分别是VS/NATnat 模式、VS/DR路由模式、VS/TUN隧道模式。
1.NAT模式VS-NAT
原理首先负载均衡器接收到客户的请求数据包时根据调度算法决定将请求发送给哪个后端的真实服务器RS。然后负载均衡器就把客户端发送的请求数据包的目标IP地址及端口改成后端真实服务器的IP地址RIP。真实服务器响应完请求后查看默认路由把响应后的数据包发送给负载均衡器负载均衡器在接收到响应包后把包的源地址改成虚拟地址VIP然后发送回给客户端。
优点集群中的服务器可以使用任何支持TCP/IP的操作系统只要负载均衡器有一个合法的IP地址。
缺点扩展性有限当服务器节点增长过多时由于所有的请求和应答都需要经过负载均衡器因此负载均衡器将成为整个系统的瓶颈。
2.直接路由模式VS-DR
原理首先负载均衡器接收到客户的请求数据包时根据调度算法决定将请求发送给哪个后端的真实服务器RS。然后负载均衡器就把客户端发送的请求数据包的目标MAC地址改成后端真实服务器的MAC地址R-MAC。真实服务器响应完请求后查看默认路由把响应后的数据包直接发送给客户端不需要经过负载均衡器。
优点负载均衡器只负责将请求包分发给后端节点服务器而RS将应答包直接发给用户。所以减少了负载均衡器的大量数据流动负载均衡器不再是系统的瓶颈也能处理很巨大的请求量。
缺点需要负载均衡器与真实服务器RS都有一块网卡连接到同一物理网段上必须在同一个局域网环境。
3.IP隧道模式VS-TUN
原理首先负载均衡器接收到客户的请求数据包时根据调度算法决定将请求发送给哪个后端的真实服务器RS。然后负载均衡器就把客户端发送的请求报文封装一层IP隧道T-IP转发到真实服务器RS。真实服务器响应完请求后查看默认路由把响应后的数据包直接发送给客户端不需要经过负载均衡器。
优点负载均衡器只负责将请求包分发给后端节点服务器而RS将应答包直接发给用户。所以减少了负载均衡器的大量数据流动负载均衡器不再是系统的瓶颈也能处理很巨大的请求量。
缺点隧道模式的RS节点需要合法IP这种方式需要所有的服务器支持“IP Tunneling”。
五、LVS虚拟服务器
Linux Virtual ServerLVS是针对Linux内核开发的负载均衡解决方案由我国博士章文嵩在1998年创建LVS实际上相当于基于IP地址的虚拟化应用为基于IP地址和内容请求分发的负载均衡提出的一种高效的解决方法做的是四层代理转发。
LVS现在已成为Linux内核的一部分默认编译为ip_vs模块必要时能够自动调用。在CentOS7系统中以下操作可以手动加载ip_vs模块并查看当前系统中ip_vs模块的版本信息。
[rootlocalhost ~]# modprobe ip_vs
#手动加载
[rootlocalhost ~]# cat /proc/net/ip_vs
IP Virtual Server version 1.2.1 (size4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags- RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn #确认内核对LVS的支持
[rootlocalhost ~]# cd /usr/lib/modules/3.10.0-693.el7.x86_64/kernel/net/netfilter/ipvs/
[rootlocalhost ipvs]# ls
ip_vs_dh.ko.xz ip_vs.ko.xz ip_vs_lblcr.ko.xz ip_vs_nq.ko.xz ip_vs_rr.ko.xz ip_vs_sh.ko.xz ip_vs_wrr.ko.xz
ip_vs_ftp.ko.xz ip_vs_lblc.ko.xz ip_vs_lc.ko.xz ip_vs_pe_sip.ko.xz ip_vs_sed.ko.xz ip_vs_wlc.ko.xz
[rootlocalhost ipvs]# ls |grep -o ^[^.]*
ip_vs_dh
ip_vs_ftp
ip_vs
ip_vs_lblc
ip_vs_lblcr
ip_vs_lc
ip_vs_nq
ip_vs_pe_sip
ip_vs_rr
ip_vs_sed
ip_vs_sh
ip_vs_wlc
ip_vs_wrr[rootlocalhost ipvs]# for i in $(ls |grep -o ^[^.]*)doecho $imodprobe $i
#使用for循环一次性加载六、ipvsadm工具
创建虚拟服务器
添加、删除服务器节点
查看群集及节点情况
保存负载分配策略
ipvasdm工具选项 -A添加虚拟服务器
-D删除整个虚拟fuwq
-s指定负载调度算法轮询加权轮询最少连接加权最少连接wlc
-a表示添加真实服务器节点服务器
-d删除某一个节点
-t指定VIP地址及TCP端口
-r指定RIP地址及TCP端口
-m表示使用NAT群集模式
-g表示使用DR模式
-i表示使用TUN模式
-w设置权重权重为0时表示暂停节点
-p60表示保持长连接60秒
-l列表查看LVS虚拟服务器默认为查看所有
-n以数字形式显示地址端口等信息常与“-l”选项组合使用
七、LVS-NAT部署实操 准备四台虚拟机
192.168.154.10做LVS调度器 内网关192.168.154.10 外网关ens36:12.0.0.10
192.168.154.11做nginx1
192.168.154.12做nginx2
192.168.154.13做nfs共享存储
1.部署nginx服务器
#192.168.154.11 做nginx
cd /etc/yum.repo.d/
将nginx的包拉进去
yum -y install nginx#192.168.154.11
scp nginx.repo 192.168.154.12:pwd#192.168.154.12 做nginx
cd /etc/yum.repo.d/
yum -y install nginx#192.168.154.11和192.168.154.12
systemctl start nginx #两个主机都开启Nginx服务#192.168.154.11
cd /etc/nginx/
vim nginx.conf
可以发现他的默认server块在conf.d配置文件中cd conf.d/
vim default.conf
找到网页根目录在/usr/share/nginx/html#192.168.154.11
将网页根目录下的所有东西复制到共享存储服务器中
scp * 192.168.154.13:/opt2.部署NF共享服务
#192.168.154.13 创建网页
cd /opt
mkdir html
vim game.htmlhtml
body
h1this is nfs share web page!/h1
img srcgame.jpg /
/body
/htmlrpm -q nfs-utils rpcbind #安装依赖包
systemctl enable --now rpcbind nfs
netstat -lntup #nfs端口号是2049 rpcbind端口号是111nfs端口号是2049 rpcbind端口号是111 #192.168.154.13
vim /etc/exports #共享opt目录下的html目录
/opt/html 192.168.154.0/24(rw,sync,no_root_squash)
chmod 777 html/ #客户端用户也可进行操作
exportfs -arv #在线发布共享目录#192.168.154.11和192.168.154.12
vim /etc/fstab #配置永久挂载NFS服务器的共享目录
192.168.154.13:/opt/html /usr/share/nginx/html nfs defaults,_netdev 0 0cd /usr/share/nginx/html/ #挂载成功后就看到来自共享目录的文件
ls192.168.154.11访问共享服务器测试结果 为了做区分我们在192.168.154.13的共享目录/opt下又创建了www添加了网页
cd /opt
mkdir www
chmod 777 www/
cd html/
cp * /opt/www/vim /etc/exports
/opt/www 192.168.154.0/24(rw,sync,no_root_squash)
exportfs -avr#192.168.154.12
showmount -e 192.168.154.13
cd
umount /usr/share/nginx/html/ #解挂载
vim /etc/fstab #重新挂载
192.168.154.13:/opt/www /usr/share/nginx/html nfs defaults,_netdev 0 0
mount -a
df -h192.168.154.12访问共享服务器测试结果
3.部署LVS调度器
对192.168.154.10的主机添加网络适配器并设为仅主机模式 cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens36
vim ifcfg-ens36 #修改网卡名及IP注释网关和DNS
vim ifcfg-ens33 #注释网关和DNS
systemctl restart network
ifconfig因为NAT模式下调度器会成为所有节点服务器的网关所以要修改192.168.154.11和192.168.154.12两台nginx服务器的网关
#192.168.154.11和192.168.154.12
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
vim ifcfg-ens33
systemctl restart network#192.168.154.10
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward1 #设置IP转发功能
sysctl -p#192.168.154.10
iptables -F iptables -t nat -F #先清除所有nat表规则
iptables -nL
iptables -nL -t nat
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.154.0/24 -o ens36 -j SNAT --to 12.0.0.10
iptables -nL -t nat#192.168.154.10
modprobe ip_vs #加载ip_vs模块
cat /proc/net/ip_vs#192.168.154.10
cd /etc/yum.repos.d/
mount /dev/cdrom /mnt
yum install -y ipvsadm #安装ipvsadm#192.168.154.10
ipvsadm-save /etc/sysconfig/ipvsadm #创建ipvsadm文件
systemctl start ipvsadm4.配置负载分配策略
#192.168.154.10
ipvsadm -A -t 12.0.0.10:80 -s rr
ipvsadm -a -t 12.0.0.10:80 -r 192.168.154.11:80 -m
ipvsadm -a -t 12.0.0.10:80 -r 192.168.154.12:80 -m
ipvsadm
ipvsadm -ln#192.168.154.11及192.168.154.12
vim /etc/nginx/nginx.conf #为了实验效果修改连接时间
systemctl restart nginxclient 测试 将客户端网卡换成VMnet1仅主机模式跟调度器ens36一样修改IP和网关
ipvsadm --save /etc/sysconfig/ipvsadm #保存ipvsadm策略
ipvsadm -C
ipvsadm-restore /etc/sysconfig/ipvsadm #导回保存的ipvsadm策略
ipvsadm -ln
