LVS负载均衡群集

群集的含义:
cluster,群集，集群
由多台主机构成，但对外只表现为一个整体
群集的类型
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、高负载（LB）的整体性能。

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。

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。

负载均衡的分层结构



负载均衡的工作模式



1）地址转换，简称nat模式，负载均衡调度器作为网关，服务器和负载调度器在同一个私有网络，安全性较好。2）Ip隧道，简称tun模式，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，不在经过负载调度器，服务器的节点分散在互联网的不同位置，具有独立的共有ip地址，通过专用的ip隧道与负载调度器相互通信。3）直接路由，简称DR模式，与TUN模式类似，但各节点不是分散在各地，而是与调度器位于同一个物理网络，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。以上三种工作模式中，NAT方式只需要一个公网IP地址，从而成为最易用的一种负载均衡模式，安全性也比较好，许多硬件负载均衡设备就是采用这种方式；相比较而言，DR模式和TUN模式的负载能力强大，适用范围更广，但节点的安全性要稍差一些。
LVS虚拟服务器（Linux Virtual Server）
针对Linux内核开发的一个负载均衡项目，由我国的章文嵩博士在1988年5月创建，官方站点位于htttp://www.linuxvirtualserver.org/。
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。



LVS的负载调度算法
1）轮询：将受到的访问请求按顺序轮流分配给群集中的各节点，不管服务器的连接数和系统负载。2）加权轮询：也是轮流分配，但是可以调整权重，让处理性能强的服务器承担更多的访问流量。3）最少连接：根据连接数分配，分配给连接数少的节点。4）加权最少连接：权重高的节点将承担更大比例的负载。
使用ipvsadm管理工具
ipvsadm是在负载调度器上使用的LVS群集管理工具，通过调用ip_vs模块来添加、删除服务器节点，以及查看群集的运行状态。需要手动安装





ipvsadm命令选项参数

选项	含义	举例
-A	添加虚拟服务器	ipvsadm -A -t 172.16.16.172:80 -s rr
-t	指定VIP（虚拟IP）地址及TCP端口
-s	指定负载调度算法，轮询（rr）、加权轮询（wrr）、最少连接（lc）、加权最少连接（wlc）
-p	保持连接时间（秒）
-a	添加真实服务器	ipvsadm -a -t 172.16.16.172:80 -r 192.168.1.10:80 -m -w 1
-r	指定RIP（真实IP）地址及TCP端口
-m	使用NAT群集模式
-g	使用DR模式
-i	使用TUN模式
-w	设置权重（权重为0时表示暂停节点）
-l	可以列表查看LVS虚拟服务器	ipvsadm -ln
-n	以数字形式显示地址、端口等信息，
-d	删除服务器池中某一个节点，执行删除操作必须指定目标对象，包括节点地址、虚拟IP地址。	ipvsadm -d -r 192.168.1.10:80 -t 172.16.16.172:80
-D	删除整个虚拟机服务器，只需指定虚拟IP地址即可	ipvsadm -D -t 172.16.16.172:80
ipvsadm-save	保存LVS策略	ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
ipvsadm-restore	恢复LVS策略	ipvsadm-save < /etc/sysconfig/ipvsadm

NFS共享存储服务
NFS是一种基于TCP/IP传输的网络文件系统协议，最初有SUN公司开发。
使用NFS发布共享资源

NFS服务的实现依赖于RPC（Remote Process Call,远程过程调用）机制，以完成远程到本地的映射过程。
（1）安装支持软件



（2）设置共享目录
NFS的配置文件为/etc/exports，文件内容默认为空。





当需要将同一个目录共享给不同的客户机，且分配不同的权限是，只需以空格分隔即可。



（3）启动NFS服务程序



（4）查看NFS服务程序



（5）设置iptables，允许客户机访问



2.在客户机中访问NFS共享资源
访问时使用mount命令来进行挂载，对应的文件系统类型为nfs。既可以手动挂载，也可以加入fstab配置文件来实现开机自动挂载。
（1）安装rpcbind、nfs-utils软件包
（2）查看共享目录



（3）手动挂载NFS共享目录



完成挂载以后，访问客户机的/var/www/html文件夹，实际上就相当于访问NFS服务器中的/opt/wwwroot文件夹，其中的网络映射过程对于用户程序来说是透明的。
（4）fstab自动挂载设置





构建LVS负载均衡群集
一、构建地址转换模式（LVS-NAT）
实验环境



配置负载调度器

（1）安装ipvsdm工具

（2）配置SNAT转发规则









（3）配置负载转发策略



2.搭建NFS服务器（方法同上）
3.配置节点服务器
所有的节点服务器均使用相同的配置，包括httpd服务端口、网站文档内容。实际上各节点的网站文档可存放在共享存储设备中，从而免去同步的过程。但在案例调试阶段可以为各节点采用不同的网页，以便测试负载均衡效果。





设置iptables规则



4.测试LVS群集
安排多台测试，从Internet中直接访问 http：//172.16.16.172/ ，将能够看到由真实服务器提供的网页内容，如果各节点网页不同，则不同客户机看到的网页可能也不一样（可以多刷新几次）
在LVS负载均衡调度器中，通过查看节点状态可以观察当前的负载分配情况，对于轮询算法来说，每个节点所获得的连接负载应大致相当。



二、构建直接路由模式（LVS-DR）
实验环境



配置负载调度器

（1）配置虚拟IP地址（VIP）
采用虚接口的方式（eth0:0），为网卡eth0绑定VIP地址，以便响应群集访问。







（2）调整/proc响应参数
对于DR群集模式来说，由于LVS负载调度器和各节点需要共用VIP地址，应该关闭Linux内核的重定向参数响应
vim /etc/sysctl.conf



执行 sysctl -p ,立即生效
（3）配置负载分配策略



2.配置NFS服务器（方法同上）
3.配置节点服务器
（1）配置虚拟IP地址（VIP）







添加VIP本地访问路由
永久





临时



（2）调整/proc响应参数
vim /etc/sysctl.conf



执行 sysctl -p ，立即生效
（3）搭建测试网站（方法同上），并启用httpd服务程序
4.测试LVS群集