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集群

集群（Cluster）是一組相互連接的計(jì)算機(jī)或服務(wù)器，它們通過網(wǎng)絡(luò)一起工作以完成共同的任務(wù)或提供服務(wù)。集群的目標(biāo)是通過將多臺(tái)計(jì)算機(jī)協(xié)同工作，提高計(jì)算能力、可用性、性能和可伸縮性，適用于大量高并發(fā)的場(chǎng)景。

集群分類

負(fù)載均衡器：減少響應(yīng)延遲，提供并發(fā)處理能力高可用：系統(tǒng)穩(wěn)定性，減少服務(wù)器中斷的時(shí)間，減少損失高性能：高性能運(yùn)算能力 分布式 并發(fā)

負(fù)載均衡器的集群架構(gòu)

負(fù)載調(diào)度器

訪問整個(gè)群集系統(tǒng)的唯一入口， 對(duì)外使用所有服務(wù)器共有的VIP地址，也稱為群集IP地址。通常會(huì)配置主、備兩臺(tái)調(diào)度器實(shí)現(xiàn)熱備份，當(dāng)主調(diào)度器失效以后能夠平滑替換至備用調(diào)度器，確保高可用性。

節(jié)點(diǎn)服務(wù)池

群集所提供的應(yīng)用服務(wù)、由服務(wù)器池承擔(dān)，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有獨(dú)立的RIP地址(真實(shí)IP)，只處理調(diào)度器分發(fā)過來(lái)的客戶機(jī)請(qǐng)求。當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)暫時(shí)失效時(shí)，負(fù)載調(diào)度器的容錯(cuò)機(jī)制會(huì)將其隔離，等待錯(cuò)誤排除以后再重新納入服務(wù)器池。

共享存儲(chǔ)

為服務(wù)器池中的所有節(jié)點(diǎn)提供穩(wěn)定、一致的文件存取服務(wù)， 確保整個(gè)群集的統(tǒng)一性共享存儲(chǔ)可以使用NAS設(shè)備，或者提供NFS共享服務(wù)的專用服務(wù)器。

負(fù)載均衡群集工作模式

地址轉(zhuǎn)換（NAT模式）

類似于防火墻的私有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，負(fù)載調(diào)度器作為所有服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)關(guān)，即作為客戶機(jī)的訪問入口，也是各節(jié)點(diǎn)回應(yīng)客戶機(jī)的訪問出口

IP隧道（TUN模式）

采用開放式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，負(fù)載調(diào)度器僅作為客戶機(jī)的訪問入口，各節(jié)點(diǎn)通過各自的Internet連接直接回應(yīng)客戶機(jī)，而不再經(jīng)過負(fù)載調(diào)度器 服務(wù)器節(jié)點(diǎn)分散在互聯(lián)網(wǎng)中的不同位置，具有獨(dú)立的公網(wǎng)IP地址，通過專用IP隧道與負(fù)載調(diào)度器相互通信；但成本高，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)會(huì)受到IP隧道的額外影響。

直接路由（DR模式）

采用半開放式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，與TUN模式的結(jié)構(gòu)類似，但各節(jié)點(diǎn)并不是分散在各地，而是與調(diào)度器位于同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò) 負(fù)載調(diào)度器與各節(jié)點(diǎn)服務(wù)器通過本地網(wǎng)絡(luò)連接，不需要建立專用的IP隧道，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)也不受影響。

關(guān)于LVS虛擬服務(wù)器

針對(duì)Linux內(nèi)核開發(fā)的負(fù)載均衡解決方案1998年5月，由我國(guó)的章文嵩博士創(chuàng)建官方網(wǎng)站: http://www.linuxvirtualserver.orglLVS 實(shí)際上相當(dāng)于基于IP地址的虛擬化應(yīng)用， 為基于IP地址和內(nèi)容請(qǐng)求分發(fā)的負(fù)載均衡提出了一種高效的解決方法

LVS現(xiàn)在已成為L(zhǎng)inux內(nèi)核的一部分，默認(rèn)編譯為ip_ vs模塊，必要時(shí)能夠自動(dòng)調(diào)用。在Cent7系統(tǒng)中，以下操作可以手動(dòng)加載ip_ vs模塊，并查看當(dāng)前系統(tǒng)中ip_ vs模塊的版本信息：

modprobe ip_vs #加載ip_vs模塊

cat /proc/net/ip_vs ? ?#確認(rèn)內(nèi)核對(duì)LVS的支持

LVS組成

LVS基于內(nèi)核態(tài)的netfilter框架實(shí)現(xiàn)的ipvs功能，工作在內(nèi)核態(tài)；用戶配置VIP等相關(guān)信息并傳到ipvs，需要用到ipvsadm工具ipvsadm是用戶態(tài)的配套工具，可實(shí)現(xiàn)VIP和rs的增刪改查，類似于iptables工具

LVS作用

主要用于多服務(wù)器的負(fù)載均衡工作在網(wǎng)絡(luò)層，可實(shí)現(xiàn)高性能、高可用的服務(wù)器集群技術(shù)廉價(jià)，把許多低性能的服務(wù)器組合成一個(gè)超級(jí)服務(wù)器配置簡(jiǎn)單，有多重負(fù)載均衡方式穩(wěn)定可靠，即使在集群服務(wù)器中某一臺(tái)掛了，也不影響擴(kuò)展性好

LVS負(fù)載調(diào)度算法

輪詢 (Round Robin)

將收到的訪問請(qǐng)求按照順序輪流分配給群集中的各節(jié)點(diǎn)(真實(shí)服務(wù)器) ，均等地對(duì)待每一臺(tái)服務(wù)器 ，而不管服務(wù)器實(shí)際的連接數(shù)和系統(tǒng)負(fù)載

加權(quán)輪詢 (Weighted Round Robin)

根據(jù)調(diào)度器設(shè)置的權(quán)重值來(lái)分發(fā)請(qǐng)求，權(quán)重值高的節(jié)點(diǎn)優(yōu)先獲得任務(wù)，分配的請(qǐng)求數(shù)越多 保證性能強(qiáng)的服務(wù)器承擔(dān)更多的訪問流量

最少連接 (Least Connections )

根據(jù)真實(shí)服務(wù)器已建立的連接數(shù)進(jìn)行分配，將收到的訪問請(qǐng)求優(yōu)先分配給連接數(shù)最少的節(jié)點(diǎn)

加權(quán)最少連接(Weighted Least Connections )

在服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的性能差異較大時(shí)，可以為真實(shí)服務(wù)器自動(dòng)調(diào)整權(quán)重 性能較高的節(jié)點(diǎn)將承擔(dān)更大比例的活動(dòng)連接負(fù)載

LVS群集創(chuàng)建與管理

創(chuàng)建虛擬服務(wù)器添加、刪除服務(wù)器節(jié)點(diǎn)查看群集及節(jié)點(diǎn)情況保存負(fù)載分配策略

ipvsadm工具

LVS的管理工具是ipvsadm，其下工具選項(xiàng)說(shuō)明

-A? ? ? ? ?添加虛擬服務(wù)器 -D? ? ? ? ?刪除整個(gè)虛擬服務(wù)器 -s? ? ? ? ? 指定負(fù)載調(diào)度算法 (輪詢:rr、加權(quán)輪詢: wrr、最少連接: lc、加權(quán)最少連接: wlc ) -a? ? ? ? ?表示添加真實(shí)服務(wù)器 (節(jié)點(diǎn)服務(wù)器) -d? ? ? ? ?刪除某一個(gè)節(jié)點(diǎn) -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? ? ? ? 設(shè)置權(quán)重 (權(quán)重為 0 時(shí)表示暫停節(jié)點(diǎn)) -p 60?? ?表示保持長(zhǎng)連接60秒 -l? ? ? ? ? 列表查看 LVS 虛擬服務(wù)器 (默認(rèn)為查看所有) -n? ? ? ? ?以數(shù)字形式顯示地址、端口等信息，常與 “-l” 選項(xiàng)組合使用。ipvsadm -ln

總結(jié)

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