什么是集群？
一组通过高速网络互联的计算组，并以单一系统的模式加以管理，将很多服务器集中在一起，提供同一种服务，在客户端看起来就像是只有一个服务器。任务调度是集群系统中的技术核心。
集群的目的：
提高性能：如计算密集型应用,如:天气预报、核试验模拟
降低成本：相对百万美元级的超级计算机,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
集群分类：
HPC：高性能计算集群，解决复杂的科学问题
LB：负载均衡集群，客户端负载在计算机集群中尽可能的平均分摊
HA：高可用集群，避免单点故障，当一个系统发生故障时，可以快速迁移
LVS概述
LVS项目介绍：
Linux 虚拟服务器(LVS)是章文嵩在国防科技大学就读博士期间创建的
LVS可以实现高可用的、可伸缩的Web、Mail、Cache和Media等网络服务
最终目标是利用Linux操作系统和LVS集群软件实现一个高可用、高性能、低成本的服务器应用集群
LVS集群组成
前端：负载均衡层，由一台或多台负载调度器构成
中间：服务器群组层，由一组实际运行应用服务的服务器组成
底端：数据共享存储层，提供共享存储空间的存储区域
LVS术语：
Director Server:调度服务器 【lvs】
将负载分发到Real Server的服务器
Real Server:真实服务器 【web】
真正提供应用服务的服务器
VIP:虚拟IP地址
公布给用户访问的虚拟IP地址
RIP:真实IP地址
集群节点上使用的IP地址
DIP:调度器连接节点服务器的IP地址
LVS工作模式
VS/NAT：
通过网络地址转换实现的虚拟服务器
大并发访问时,调度器的性能成为瓶颈
VS/DR：
直接使用路由技术实现虚拟服务器
节点服务器需要配置VIP,注意MAC地址广播
VS/TUN：
通过隧道方式实现虚拟服务器
负载均衡调度算法：
LVS目前实现了10种调度算法
常用调度算法有4种
轮询(Round Robin)：将客户端请求平均分发到Real Server
加权轮询(Weighted Round Robin)：根据Real Server权重值进行轮询调度
最少连接(Least Connections)：选择连接数最少的服务器
加权最少连接( Weighted Least Connections )：根据Real Server权重值,选择连接数最少的服务器
源地址散列(Source Hashing)：根据请求的目标IP地址,作为散列键(Hash Key)从静态分配的散列表找出对应的服务器
其他调度算法：基于局部性的最少链接
带复制的基于局部性最少链接
目标地址散列(Destination Hashing)
最短的期望的延迟
最少队列调度
准备LAMP分离环境
一，准备四台虚拟机，全新的,免密登录
vh05.tedu.cn 192.168.4.5 mysql
vh06.tedu.cn 192.168.4.6 web
vh07.tedu.cn 192.168.4.7 web
vh08.tedu.cn 192.168.4.8 lvs
二，安装web服务器
1.在vh06/vh07上安装软件包
[root@vh06 ~]# yum -y install httpd php php-mysql
[root@vh06 ~]# systemctl restart httpd
[root@vh06 ~]# systemctl enable httpd
三，配置数据库服务器，在vh05上
[root@vh05 ~]# yum -y install mariadb-server
[root@vh05 ~]# systemctl restart mariadb
[root@vh05 ~]# systemctl enable mariadb
[root@vh05 ~]# mysql
MariaDB [(none)]> grant all on *.* to 'admin'@"%" identified by "tedu.cn";
四，在vh06上安装Discuz
[root@room9pc01 ~]# scp -r 888888/项目/Discuz_X3.3_SC_UTF8.zip 192.168.4.6:/root
[root@vh06 ~]# unzip Discuz_X3.3_SC_UTF8.zip
[root@vh06 ~]# cp -r upload/ /var/www/html/bbs
[root@vh06 ~]# chown -R apache.apache /var/www/html/bbs
[root@room9pc01 ~]# firefox http://192.168.4.6/bbs &
同意---->下一步----> 数据库服务器:192.168.4.5---->数据库用户名: admin----->数据库密码:tedu.cn
管理员账号:admin--->密码随便（论坛帐号）--->下一步
登录时，输入的是论坛的密码
管理中心：输入的是授权的密码
模块管理中心：输入的是论坛帐号密码---->论坛
[root@vh05 ~]# mysql
MariaDB [(none)]> use ultrax
MariaDB [ultrax]> show tables;
MariaDB [ultrax]> desc pre_common_member;
MariaDB [ultrax]> select username,email from pre_common_member;
+----------+------------------+
| username | email |
+----------+------------------+
| admin | [email protected] |
| haha | [email protected] |
+----------+------------------+
MariaDB [ultrax]> desc pre_forum_post;
MariaDB [ultrax]> select author,subject,message from pre_forum_post;
+--------+----------------+--------------------+
| author | subject | message |
+--------+----------------+--------------------+
| admin | hfdbvgewtkhtrj | wml/hahah/zuimei
|
+--------+----------------+--------------------+
ipvsadm用法：
-Ln 查看命令
-A 添加虚拟服务器
-t tcp协议，设置群集地址
-s 指定负载调度算法
添加、删除服务器节点：
-a 添加真实服务器
-d 删除真实服务器
-r 指定真实服务器(Real Server)的地址
-m 使用NAT模式;-g、-i分别对应DR、TUN模式
-w 为节点服务器设置权重,默认为1
配置LVS-NAT模式
1.在vh08上安装
[root@vh08 ~]# yum -y install ipvsadm
2、在vh06和vh07 web服务器上把网关指向192.168.4.8
# nmtui 添加网关
# ifdown eth0; ifup eth0
【[root@vh06 html]# nmcli connection modify eth0 ipv4.method manual ipv4.gateway 192.168.4.8 connection.autoconnect yes】
3、在vh08的eth2上配置额外的地址201.1.1.8/24
[root@vh08 ~]# nmtui
[root@vh08 ~]# systemctl restart NetworkManager
【[root@vh08 ~]# nmcli connection add con-name eth2 ifname eth2 type ethernet
[root@vh08 ~]# nmcli connection modify eth2 ipv4.method manual ipv4.addresses 201.1.1.8/24 connection.autoconnect yes
[root@vh08 ~]# nmcli connection up eth2
】
4、打开vh08的路由转发功能(RHEL7默认已打开，以前版本需要做以下配置)
[root@vh08 ~]# vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
[root@vh08 ~]# sysctl -p
net.ipv4.ip_forward = 1 让内核参数生效
[root@vh08 ~]# sysctl -a 查看所有的内核参数
5.在vh06和vh07上做一个网页
[root@vh06 html]# vim index.html
<我想和你一起吃火锅
[root@vh06 html]# systemctl restart httpd
[root@vh07 html]# vim index.html
你是屎吗？×××的！
[root@vh07 html]# systemctl restart httpd
6、lvs集群配置
(1)创建虚拟服务器，使用tcp的80端口，调度算法是rr
[root@vh08 ~]# ipvsadm -A -t 201.1.1.8:80 -s rr 不加-s选项默认是wlc
(2)向VIP中加入RIP
[root@vh08 ~]# ipvsadm -a -t 201.1.1.8:80 -r 192.168.4.6 -m -w 2
[root@vh08 ~]# ipvsadm -a -t 201.1.1.8:80 -r 192.168.4.7 -m
7、验证
[root@vh08 ~]# ipvsadm -Ln
[root@room8pc16 ~]# firefox http://201.1.1.8/bbs
刷新页面时，按ctrl+f5重新连接服务器
修改调度算法为WRR
[root@vh08 ~]# ipvsadm -E -t 201.1.1.8:80 -s wrr
[root@vh08 ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 201.1.1.8:80 wrr
-> 192.168.4.6:80 Masq 2 0 1
-> 192.168.4.7:80 Masq 1 0 1
从规则中移除real server
[root@vh08 ~]# ipvsadm -d -t 201.1.1.8:80 -r 192.168.4.6
[root@vh08 ~]# vim 1.sh
#!/bin/bash
RIP1=192.168.4.2
RIP2=192.168.4.3
VIP=201.1.1.4:80
while [ 1 ]
do
for IP in $RIP1 $RIP2
do
curl -I http://${IP} &> /dev/null
web_state=$?
ipvsadm -Ln | grep ${IP} &> /dev/null
ip_in_lvs=$?
if
[ $web_state -ne 0 -a $ip_in_lvs -eq 0 ]
then
ipvsadm -d -t $VIP -r $IP
elif
[ $web_state -eq 0 -a $ip_in_lvs -ne 0 ]
then
ipvsadm -a -t $VIP -r $IP -m
fi
done
sleep 3
done
[root@vh08 ~]# sh 1.sh &
[root@vh06 html]# systemctl stop httpd
[root@vh08 ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 201.1.1.4:80 rr
-> 192.168.4.3:80 Masq 1 0 0
[root@vh06 html]# systemctl restart httpd
[root@vh08 ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 201.1.1.4:80 rr
-> 192.168.4.2:80 Masq 1 0 0
-> 192.168.4.3:80 Masq 1 0 0
lvs起动状态管理
[root@vh08 ~]# systemctl stop ipvsadm
[root@vh08 ~]# systemctl restart ipvsadm 重起失败，提示执行journalctl -xe，报错日志是/etc/sysconfig/ipvsadm文件不存在，所以要创建它
查看状态
[root@vh08 ~]# systemctl status ipvsadm 会检查出没有/etc/sysconfig/ipvsadm文件
[root@vh08 ~]# touch /etc/sysconfig/ipvsadm 创建文件
[root@vh08 ~]# ipvsadm -A -t 201.1.1.4:80 -s rr
[root@vh08 ~]# ipvsadm -a -t 201.1.1.4:80 -r 192.168.4.2 -m -w 2
[root@vh08 ~]# ipvsadm -a -t 201.1.1.4:80 -r 192.168.4.3 -m
[root@vh08 ~]# ipvsadm -Ln
[root@vh08 ~]# systemctl restart ipvsadm
[root@vh08 bin]# systemctl enable ipvsadm
[root@vh08 ~]# cat /etc/sysconfig/ipvsadm
-A -t 201.1.1.4:80 -s rr
-a -t 201.1.1.4:80 -r 192.168.4.2:80 -m -w 2
-a -t 201.1.1.4:80 -r 192.168.4.3:80 -m -w 1
配置LVS-DR模式
一、清理LVS－NAT的配置
1、删除lvs规则
[root@vh08 bin]# ipvsadm -D -t 201.1.1.8:80
2、删除eth2的地址
[root@vh08 bin]# nmtui 删除地址，将地址获取改为自动
[root@vh08 bin]# ifdown eth2
【[root@vh08 ~]# nmcli connection delete eth2】
二、配置VIP
1、调度器上配置在vh08的eth0上
[root@vh08 bin]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@vh08 bin]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@vh08 network-scripts]# cp ifcfg-eth0 ifcfg-eth0:0
[root@vh08 network-scripts]# vim ifcfg-eth0:0
TYPE=Ethernet
BOOTPROTO=none
NAME=eth0:0
DEVICE=eth0:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.4.100
PREFIX=24
[root@vh08 network-scripts]# ifup eth0:0
2、把VIP配置在vh06和vh07两台real server的lo
[root@vh06 html]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@vh06 network-scripts]# cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
[root@vh06 network-scripts]# vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.4.100
NETMASK=255.255.255.255 如果写成了255.255.255.0将导致该网段其他主机不管理配置192.168.4.0/24网段的哪个地址，都会出现地址冲突
NETWORK=192.168.4.100
BROADCAST=192.168.4.100
ONBOOT=yes
NAME=lo:0
[root@vh06 network-scripts]# ifup lo:0
三、在WEB服务器上修改内核参数
三台主机都有VIP192.168.4.100。当请求发送过来时，应该是调度器接收请求， real server不要接收。为了实现这个功能，需要修改real server的内核参数。
[root@vh06 ~]# sysctl -a | grep arp_ig
[root@vh06 ~]# echo "net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1" >> /etc/sysctl.conf
[root@vh06 ~]# echo "net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1" >> /etc/sysctl.conf
[root@vh06 ~]# sysctl -a | grep arp_ann
[root@vh06 ~]# echo "net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2" >> /etc/sysctl.conf
[root@vh06 ~]# echo "net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2" >> /etc/sysctl.conf
[root@vh06 ~]# sysctl -p 应用内核参数
四、配置LVS DR规则
[root@vh08 network-scripts]# ipvsadm -A -t 192.168.4.100:80
[root@vh08 network-scripts]# ipvsadm -a -t 192.168.4.100:80 -r 192.168.4.6 -g
[root@vh08 network-scripts]# ipvsadm -a -t 192.168.4.100:80 -r 192.168.4.7
验证：
[root@room9pc01 ~]# firefox 192.168.4.100
[root@room9pc01 ~]# curl http://192.168.4.100
我想和你一起吃火锅
[root@room9pc01 ~]# curl http://192.168.4.100
你是屎吗？×××的！
[root@room9pc01 ~]# curl http://192.168.4.100
我想和你一起吃火锅
[root@vh08 network-scripts]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.4.100:80 wlc
-> 192.168.4.6:80 Route 1 0 10
-> 192.168.4.7:80 Route 1 0 11