cluster

网上的资料很多也比较零散，针对集群的相关知识以本人的理解整理成文档，不妥之处请更正。

1、集群的基本概念：将多台计算机组合起来，为完成某种特定的任务和目标组合而成的多台计算机；目前有三种方式：

LB（loadBalancing）：负载均衡     代表的应用：LVS、Haproxy

HA（High Availablity）：高可用                heartbeat、RHCS(corosync+openais)、Keepalived

HP（High Performance）：高性能                bowerful

2、以上三种方式的侧重特点和区别：

LB：将某个访问量特别大的应用分摊到各节点机器，以提供高并发、高容量的需求。

HA：将多台计算机组合起来，避免某个服务因某台计算机故障而导致服务中断；主要目的是保证服务

    的连续性、服务随时可以得到响应。

HP：为了解决一个复杂的计算问题而组合起来的一组计算机集合。

   （应用场景为top500的应用，如：计算全国人口按照性别分布情况、各雷达天气数据等）

3、集群服务的3个特点：for higher throughut(吞吐量)

                      for redundancy(冗余)

                      for adaptability(灵活适应性)

以LVS为例：LVS: ipvsadm/ipvs

NAT

routing

tunneling

4、IP地址角色：

Virtual IP (VIP) address：The IP address the Director uses to offerservices to client computers

Real IP (RIP) address：The IP address used on the cluster nodes

Director's IP (DIP) address：The IP address the Director uses to connect tothe D/RIP network

Client computer's IP (CIP) address：The IP address assigned to a client computer thatit uses as a source IP address for requests sent to the cluster

如图：

5、三种模式优属性或特点：

模式	属性
NAT模式	1、集群节点不需同一个网络。 2、Rip通常使用私有地址，仅用于于DIP进行通讯。 3、DR将处理所有的进出通讯。 4、RS必须把DIP作为默认网关。 5、DR支持端口映射。（VIP和RIP可以不是同一个端口） 6、RS可以是任意OS。 6、请求和响应报文都要经由DR转发，使得DR容易成为系统瓶颈。
DR模式	1、RS必须与DR同一个物理网络中。 2、RIP可以使用公网地址，也可以使用私有地址。 3、DR只处理发来的请求，出站的数据包不经过DR。 4、RS的网关一定不能指向DR。 5、DR不能做端口映射。 6、大多数的OS都可以用于RS。
TUN模式	1、Real Server和Director可以在不同的物理网络中。 2、RIP必须是公网地地址。 3、DR只需处理入站请求。 4、不能做端口映射。 5、DR、RS必须支持隧道协议

实践部分（以下内容由于时间关系，来自转载）

1、LVS-NAT 

   LVS-NAT模式应用了NAT这一特性，将内部的一组服务器映射到一个虚拟的IP上，然后以虚拟服务节点的身份对外提供服务。由于客户端请求和响应都必须经过Director Server，所以Director容易成为集群的瓶颈，这也使得LVS-NAT模式支持的集群数较少。

    

    配置好网络环境并在Real server上安装web服务，在Directory server上进行如下操作：   

    ]# echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward  #打开路由转发功能

    ]# ipvsadm -A -t 192.168.1.106:80 -s rr

    ]# ipvsadm -a -t 192.168.1.106:80 -r 192.168.10.3:80 -m

    ]# ipvsadm -a -t 192.168.1.106:80 -r 192.168.10.2:80 -m

 

  2、LVS-DR

    工作原理：Director根据不同的调度算法，选取一个Real Server，不修改也不封装IP报文，而是将数据帧的MAC地址改为选出服务器的MAC地址，再将修改后的数据帧在与服务器组的局域网上发送。因为数据帧的MAC地址是选出的服务器，所以服务器肯定可以收到这个数据帧，从中可以获得该IP报文。当服务器发现报文的目标地址VIP是在本地的网络设备上，服务器处理这个报文，然后根据路由表将响应报文直接返回给客户。

     LVS-DR模式下Real Server和Director必须在同一物理网络。

 

    Director Server上配置：

     ~]# ifconfig eth2:0 192.168.145.200 netmask 255.255.255.255

     ~]# route add -host 192.168.145.200 dev eth2:0

     ~]# ipvsadm -At 192.168.145.200:80 -s rr

     ~]# ipvsadm -at 192.168.145.200:80 -r 192.168.145.203:80 -g

      ~]# ipvsadm -at 192.168.145.200:80 -r 192.168.145.205:80 -g

 

     Real Server上由于设置了VIP，所以需要关闭arp广播功能，配置入下：

     ~]# ifconfig lo:0 192.168.145.200 netmask 255.255.255.255

     ~]# route add -host 192.168.145.200 dev lo:0

     ~]# echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

     ~]# echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

     ~]# echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore

     ~]# echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

       

  3、LVS-TUN

    采用NAT技术时，由于请求和响应报文都必须经过调度器地址重写，当客户请求越来越多时，调度器的处理能力将成为瓶颈。为了解决这个问题，调度器把请求报文通过IP隧道转发至真实服务器，而真实服务器将响应直接返回给客户，所以调度器只处理请求报文，与LVS-DR不同的是LVS-TUN采用IP隧道技术，所以Real Server与Director可以在不同的物理网络。

    

        Director Server上配置：

     ~]# ifconfig tunl0 192.168.145.200 netmask 255.255.255.255 up

     ~]# route add -host 192.168.145.200 dev tunl0

     ~]# ipvsadm -At 192.168.145.200:80 -s rr

     ~]# ipvsadm -at 192.168.145.200:80 -r 192.168.145.203:80 -i

      ~]# ipvsadm -at 192.168.145.200:80 -r 192.168.145.205:80 -i

 

     Real Server上由于设置了VIP，所以需要关闭arp广播功能，配置如下：

     ~]# ifconfig tunl0 192.168.145.200 netmask 255.255.255.255 up

     ~]# route add -host 192.168.145.200 dev tunl0

     ~]# echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

     ~]# echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

     ~]# echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore

     ~]# echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

。。。。。。有些arp_announce概念需要解释，待续。。。。。。。。