LVS 集群架构介绍 (linux 虚拟服务器)

目录

一、群集概述

1.1 群集的含义

1.2 使用群集的原因

1.3 群集的目的

二、企业群集分类

2.1 负载均衡群集（Load Balance Cluster）

2.2 高可用群集（High Availability Cluster）

2.3 高性能运算群集（High Performance Computer Cluster）

三、负载均衡群集

3.1 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）

3.2 负载均衡群集的工作模式

地址转换： NAT地址映射

IP隧道： 隧道模式叠加网络

直接路由 ： DR

四、LVS虚拟服务器

4.1 Linux Virtual Server

4.2 LVS 与 Nginx 功能对比

五、LVS的负载调度算法

5.1 rr：轮询算法（Round Robin）

5.2 wrr：加权轮询调度（Weighted Round Robin）

5.3 LC：最小连接（Least Connections）

5.4 加权最小连接（Weighted Least Connections）

六、ipvsadm工具

6.1 ipvsadm工具的作用：

6.2 ipvsadm 命令选项说明：

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一、群集概述

1.1 群集的含义

• Cluster，集群、群集
• 由多台主机构成，但对外只表现为一一个整体，只提供一-个访问入口(域名或IP地址)， 相当于一台大型计算机。

1.2 使用群集的原因

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，单台服务器已经无法满足负载均衡及高可用的要求。

解决方法：

• 使用价格昂贵的小型机、大型机。（纵向扩容）
• 使用多台相对廉价的普通服务器构建服务群集。（横向扩容）

LVS群集技术：

• 在企业中常用的一种群集技术一LVS （Linux Virtual Server, Linux虚拟服务器）
• 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地址对外提供相同的服务。

1.3 群集的目的

• 提高性能：计算密集应用。如天气预报，核试验模拟。
• 降低成本：相对百万美元的超级计算机，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。

二、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

2.1 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、减少延迟为目标，获得高并发、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，将来自客户机的访问请求分担给多个服务器节点，从而缓解整个系统的负载压力。例如，“DNS轮询”、“反向代理” 等。

2.2 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，双工即所有节点同时在线；主从则只有主节点在线，但当出现故障时从节点能自动切换为主节点。例如，“故障切换” 、“双机热备” 等。

2.3 高性能运算群集（High Performance Computer Cluster）

• 以提高应用系统的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。例如，'云计算”、 “网格计算”等。

三、负载均衡群集

3.1 负载均衡群集架构

第一层：负载调度器（Load Balancer 或 Director）

• 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，当主调度器失效以后能够平滑替换至备用调度器，确保高可用性。