2018.10.13日，预习笔记，集群介绍

笔记目录

集群介绍
keepalived介绍
用Keepalived配置高可用集群（上）（中）（下）
负载均衡集群介绍
LVS介绍
LVS的调度算法
LVS NAT模式搭建（上）（下）

一.集群介绍

根据功能划分为两大类：高可用和负载均衡
高可用集群通常为两台服务器，一台工作，另外一台作为冗余，当提供服务的机器宕机，冗余将接替继续提供服务，保证最大化可用性
实现高可用的开源软件有：heartbeat、keepalived ，在centos 6 里，heartbeat 有很多bug，而且也很久没有更新了，建议使用后面那个。
负载均衡集群，需要有一台服务器作为分发器，它负责把用户的请求分发给后端的服务器处理，在这个集群里，除了分发器外，就是给用户提供服务的服务器了，这些服务器数量至少为2
实现负载均衡的开源软件有LVS、keepalived、haproxy、nginx，商业的负载均衡器有F5、Netscaler

二.keepalived介绍

在这里我们使用keepalived来实现高可用集群，因为heartbeat在centos6上有一些问题，影响实验效果
keepalived通过VRRP（Virtual Router Redundancy Protocl）来实现高可用。
在这个协议里会将多台功能相同的路由器组成一个小组，这个小组里会有1个master角色和N（N>=1）个backup角色。
master会通过组播的形式向各个backup发送VRRP协议的数据包，当backup收不到master发来的VRRP数据包时，就会认为master宕机了。此时就需要根据各个backup的优先级来决定谁成为新的mater。
Keepalived要有三个模块，分别是core、check和vrrp。其中core模块为keepalived的核心，负责主进程的启动、维护以及全局配置文件的加载和解析，check模块负责健康检查，vrrp模块是来实现VRRP协议的。

三.用Keepalived配置高可用集群（上）（中）（下）

示例一：

准备两台机器130和132，130作为master，132作为backup 两台机器都执行yum install -y keepalived

两台机器都安装nginx，其中130上已经编译安装过nginx，132上需要yum安装nginx: yum install -y nginx
执行命令：> /etc/keepalived/keepalived.conf 清空该文件
vim /etc/keepalived/keepalived.conf
编辑130上keepalived配置文件，内容从https://coding.net/u/aminglinux/p/aminglinux-book/git/blob/master/D21Z/master_keepalived.conf获取：
global_defs {
notification_email {
[email protected]
}
notification_email_from [email protected]
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_DEVEL
}

vrrp_script chk_nginx {
script "/usr/local/sbin/check_ng.sh" 检测服务是否正常
interval 3 检测3秒钟
}

vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
interface ens33
virtual_router_id 51 定义路由器的id
priority 100 权重
advert_int 1
authentication { 认证相关的信息
auth_type PASS
auth_pass aminglinux>com
}
virtual_ipaddress { 定义VIP的，共有ip。
192.168.188.100
}

track_script {
chk_nginx
}

}
vim /usr/local/sbin/check_ng.sh 编辑文件
130编辑监控脚本，内容从https://coding.net/u/aminglinux/p/aminglinux-book/git/blob/master/D21Z/master_check_ng.sh获取：

#!/bin/bash
#时间变量，用于记录日志
d=`date --date today +%Y%m%d_%H:%M:%S`
#计算nginx进程数量
n=`ps -C nginx --no-heading|wc -l`
#如果进程为0，则启动nginx，并且再次检测nginx进程数量，
#如果还为0，说明nginx无法启动，此时需要关闭keepalived
if [ $n -eq "0" ]; then
/etc/init.d/nginx start
n2=`ps -C nginx --no-heading|wc -l`
if [ $n2 -eq "0" ]; then
echo "$d nginx down,keepalived will stop" >> /var/log/check_ng.log
systemctl stop keepalived
fi
fi

chmod 755 /usr/local/sbin/check_ng.sh 给脚本755权限
systemctl start keepalived 130启动服务
ps aux |grep keepalived 查看进程是否运行起来

/etc/init.d/nginx stop 关闭Nginx，你会发现，它又会自动启动起来的

cat /var/log/messages 日志存放位置
ip addr 才能查看到，ifconfig命令是查看不到的

检查130和132机器是否启动了防火墙，selinux，启动了的话，就都关闭掉，方便后面做实验。

配置从

执行命令：> /etc/keepalived/keepalived.conf 清空该文件
vim /etc/keepalived/keepalived.conf

132上编辑配置文件，内容从https://coding.net/u/aminglinux/p/aminglinux-book/git/blob/master/D21Z/backup_keepalived.conf获取:

global_defs {
notification_email {
[email protected]
}
notification_email_from [email protected]
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_DEVEL
}

vrrp_script chk_nginx {
script "/usr/local/sbin/check_ng.sh"
interval 3
}

vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface ens33
virtual_router_id 51
priority 90
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass aminglinux>com
}
virtual_ipaddress {
192.168.133.100
}

track_script {
chk_nginx
}

}

vim /usr/local/sbin/check_ng.sh 编辑监控脚本
132上编辑监控脚本，内容从https://coding.net/u/aminglinux/p/aminglinux-book/git/blob/master/D21Z/backup_check_ng.sh获取：

#时间变量，用于记录日志
d=`date --date today +%Y%m%d_%H:%M:%S`
#计算nginx进程数量
n=`ps -C nginx --no-heading|wc -l`
#如果进程为0，则启动nginx，并且再次检测nginx进程数量，
#如果还为0，说明nginx无法启动，此时需要关闭keepalived
if [ $n -eq "0" ]; then
systemctl start nginx 启动命令（跟主不一样，因为这个是yum安装的，主是编译安装的）
n2=`ps -C nginx --no-heading|wc -l`
if [ $n2 -eq "0" ]; then
echo "$d nginx down,keepalived will stop" >> /var/log/check_ng.log
systemctl stop keepalived
fi
fi

chmod /usr/local/sbin/check_ng.sh 给监控脚本755权限
132上也启动服务 systemctl start keepalived
ps aux |grep keepalived 查看进程是否运行起来

先确定好两台机器上nginx差异，比如可以通过curl -I 来查看nginx版本

测试1：关闭master上的nginx服务 （不好模拟演示）

测试2：在master上增加iptabls规则（不好模拟演示）

iptables -I OUTPUT -p vrrp -j DROP

测试3：关闭master上的keepalived服务

systemctl stop keepalived 关闭主的Keepalived服务

查看从上是否绑定了vip100

curl -l 192.168.133.132 就会发现绑定的vip100到了从上，显示的内容是从的默认主机访问页面。

测试4：启动master上的keepalived服务（不好模拟演示）

四.负载均衡集群介绍

主流开源软件LVS、keepalived、haproxy、nginx等
其中LVS属于4层（指的是网络OSI 7层模型），nginx属于7层，haproxy既可以认为是4层，也可以当做7层使用
keepalived的负载均衡功能其实就是lvs
haproxy 比较特殊，支持4层，也支持7层
lvs这种4层的负载均衡是可以分发除80外的其他端口通信的，比如MySQL的负载均衡，而nginx仅仅支持http，https，mail，haproxy也支持MySQL这种tcp的负载均衡的
相比较来说，LVS这种4层的更稳定，能承受更多的请求
而nginx这种7层的更加灵活，能实现更多的个性化需求

五.LVS介绍

LVS是由国人章文嵩开发
流行度不亚于apache的httpd，基于TCP/IP做的路由和转发，稳定性和效率很高
LVS最新版本基于Linux内核2.6，有好多年不更新了
LVS有三种常见的模式：NAT、DR、IP Tunnel
LVS架构中有一个核心角色叫做分发器（Load balance），它用来分发用户的请求，还有诸多处理用户请求的服务器（Real Server，简称rs）

这种模式借助iptables的nat表来实现
用户的请求到分发器后，通过预设的iptables规则，把请求的数据包转发到后端的rs上去
rs需要设定网关为分发器的内网ip
用户请求的数据包和返回给用户的数据包全部经过分发器，所以分发器成为瓶颈
在nat模式中，只需要分发器有公网ip即可，所以比较节省公网ip资源

这种模式，需要有一个公共的IP配置在分发器和所有rs上，我们把它叫做vip
客户端请求的目标IP为vip，分发器接收到请求数据包后，会对数据包做一个加工，会把目标IP改为rs的IP，这样数据包就到了rs上
rs接收数据包后，会还原原始数据包，这样目标IP为vip，因为所有rs上配置了这个vip，所以它会认为是它自己

这种模式，也需要有一个公共的IP配置在分发器和所有rs上，也就是vip
和IP Tunnel不同的是，它会把数据包的MAC地址修改为rs的MAC地址
rs接收数据包后，会还原原始数据包，这样目标IP为vip，因为所有rs上配置了这个vip，所以它会认为是它自己

六.LVS的调度算法

轮询 Round-Robin rr 均衡分配，没有优劣之分
加权轮询 Weight Round-Robin wrr 权重分配，权重高一点的分配会多一点
最小连接 Least-Connection lc 把请求数少的服务的再分一些连接
加权最小连接 Weight Least-Connection wlc 定义最小连接，再加点权重
基于局部性的最小连接 Locality-Based Least Connections lblc
带复制的基于局部性最小连接 Locality-Based Least Connections with Replication lblcr
目标地址散列调度 Destination Hashing dh
源地址散列调度 Source Hashing sh
一共有8种，面试的时候可能会问到，一定要记住前面4种。

七.LVS NAT模式搭建（上）（下）

一：准备工作：

准备3台虚拟机器
一台做分发器，也叫调度器（简写为dir）内网：133.130，外网：147.147（vmware仅主机模式）
另外两台机器
rs1机器内网：133.132 设置网关为133.130 网关为分发器的内网ip
rs2机器内网：133.133 设置网关为133.130 网关为分发器的内网ip
三台机器上都执行执行
systemctl stop firewalld; systemc disable firewalld 关闭防火墙
yum install -y iptables.service
systemctl start iptables.services; iptables -F; service iptables save 开启iptables ，清空规则并保存。
关闭selinux