LVS负载均衡集群

任来世枯朽成灰

于 2022-09-12 16:59:43 发布

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分类专栏： Linux架构文章标签：负载均衡 lvs 服务器

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/LBP20001204/article/details/126816527

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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

在互联网应用中，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

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（轮询，最小连接的加权重）
高可用群集（访问的速度，可靠性）
高性能运算群集（并发处理任务）

负载均衡群集(Load Balance Cluster)

以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

高可用群集(High Availability Cluster)

以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)

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
高性能运算群集的高性能依赖于"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

负载均衡群集工作模式分析

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（DR）

NAT模式

地址转换(Network Address Translation)：

1.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
2.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(IP Tunnel)：

1.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Internet连接直接回应客户机，而不再经过负载调度器
2.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)

1.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
2.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

负载均衡群集架构

负载均衡的结构：

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)

LVS的负载调度算法

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)：

根据真实服务器的处理能力轮流分配收到的访问请求，调度器可以自动查询各节点的负载情况，并动态调整其权重
保证处理能力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的情况下，可以为真实服务器自动调整权重
权重较高的节点将承担更大比例的活动连接负载

使用ipvsadm工具

LVS群集创建与管理步骤

NFS共享存储服务搭建

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

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

LVS实例

1.准备三台虚拟机，设置其中一台虚拟机为LVS,添加网卡设为仅主机模式

2、配置网卡

cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp -p ifcfg-ens33 ifcfg-ens36
vim ifcfg-ens36
systemctl restart network
Ifconfig

3.另外两台虚拟机为httpd1、httpd2

yum install -y httpd

4.修改网卡配置文件

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
systemctl restart network
systemctl start httpd

    cd /var/www/html
    vim index.html

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
systemctl restart network
systemctl start httpd

5、返回LVS虚拟机

vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward=1(转发优化)
sysctl -p

6、清空防火墙规则

iptables -t nat -L
iptables -t nat -F
iptables -t nat -L
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 172.16.100.0/24 -o ens37 -j SNAT --to-source 192.168.88.88

yum install -y ipvsadm

ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm
systemctl status ipvsadm

7.配置负载分配策略

清除原有策略

ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 172.16.100.27:80 -s rr
ipvsadm -a -t 172.16.100.27:80 -r 192.168.88.88:80 -m -w 1
ipvsadm -a -t 172.16.100.27:80 -r 192.168.88.88:80 -m -w 1
Ipvsadm 启动策略