群集技术———LVS（Linux Virtual Server，Linux虚拟服务器）负载均衡
LVS群集应用
- 企业群集应用概述
- 企业群集分类
- 关于LVS虚拟服务器
- 案例：LVS-NAT部署实战
- 附加：
企业群集应用概述
群集的含义
- Cluster，集群、群集
- 由多台主机构成，但对外只表现为一个整体
面临问题
- 互联网应用中，随着站点对硬件性能、响应速度、服务稳定性、数据可靠性等要求越来越高，单台服务器力不从心。
解决方法
- 使用价格昂贵的小型机、大型机
- 使用普通服务器构建服务群集
企业群集分类
根据群集所针对的目标差异，可分为三种类型
- 负载均衡群集
- 高可用群集
- 高性能运算群集
负载均衡群集(Load Balance Cluster)
- 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
- LB的负载分配依赖于主节点的分流算法
高可用群集(High Availability Cluster)
- 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。
- HA的工作方式包括双工和主从两种模式
高性能运算群集(High Performance Computer Cluster)
- 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。
- 高性能依赖于“分布式运算”、“并行计算”，通过专用硬件和软件将多个服务器的CPU、内存等资源整合在一起，实现只有大型、超级计算机才具备的计算能力。
负载均衡的结构
- 第一层，负载调度器(Load Balancer或Director)
- 第二层，服务器池(Server Pool)
- 第三层，共享存储(Share Storage)
群集的负载调度技术有三种工作模式
- 地址转换
- IP隧道
- 直接路由
关于LVS虚拟服务器
LVS的负载调度算法
-
轮询轮询 (Round Robin)
- 将收到的访问请求按照顺序轮流分配给群集中的各节点（真实服务器)，均等地对待每一台服务器，而不管服务器实际的连接数和系统负载。
-
加权轮询 (Weighted Round Robin)
- 根据调度器设置的权重值来分发请求，权重值高的节点优先获得任务，分配的请求数越多。
- 保证性能强的服务器承担更多的访问流量。
-
最少连接 (Least Connections)
- 根据真实服务器已建立的连接数进行分配，将收到的访问请求优先分配给连接数最少的节点。
-
加权最少连接 (Weighted Least Connections)
- 在服务器节点的性能差异较大时，可以为真实服务器自动调整权重。
- 性能较高的节点将承担更大比例的活动连接负载。
案例：LVS-NAT部署实战
环境
- LVS调度器作为Web服务器池的网关，LVS两块网卡，分别连接内外网，使用轮询 (rr) 调度算法。
IP地址规划
| 名称 | IP | 网关 |
|---|---|---|
| 调度器 | 对外公网:20.0.0.21 (NAT) | / |
| 调度器 | 私有网络:192.168.100.21 (VM1) | / |
| WE1 | 私有网络:192.168.100.22(VM1) | 192.168.100.21 |
| WE2 | 私有网络:192.168.100.23 (VM1 ） | 192.168.100.21 |
| 存储服务器 | 192.168.100.24(VM1） | 192.168.100.21(可配可不配) |
| 真机 | 20.0.0.1（VM8） | 20.0.0.21 |
调度器配置 （192.168.100.21）
[root@localhost ~]# yum -y install ipvsadm
[root@localhost ~]# modprobe ip_vs ##加载ip_vs模块
[root@localhost ~]# cat /proc/net/ip_vs ##查看ip_vs模块是否加载成功
[root@localhost ~]# ipvsadm -A -t 20.0.0.21:80 -s rr ##创建虚拟服务器
[root@localhost ~]# ipvsadm -a -t 20.0.0.21:80 -r 192.168.100.22:80 -m ##添加服务器节点
[root@localhost ~]# ipvsadm -a -t 20.0.0.21:80 -r 192.168.100.23:80 -m
[root@localhost ~]# ipvsadm -ln ##查看节点状态
[root@localhost ~]# ipvsadm-save > /opt/ipvsadm ##保存负载分配策略
[root@localhost ~]# cat /opt/ipvsadm ##确认保存结果
[root@localhost ~]# vi /etc/sysctl.conf ##开启调度服务器路由转发功能
net.ipv4.ip_forward = 1
[root@localhost ~]# sysctl -p ##让内核参数立即生效
存储服务器配置（192.168.100.24）
[root@localhost ~]# rpm -q nfs-utils ##最小化安装需要yum -y install nfs-utils
[root@localhost ~]# rpm -q rpcbind ##最小化安装需要yum -y install rpcbind
[root@localhost ~]# systemctl enable nfs
[root@localhost ~]# systemctl enable rpcbind
[root@localhost ~]# mkdir /opt/51xit /opt/52xit ##创建两个目录
[root@localhost ~]# echo "this is www.51xit.top" >/opt/51xit/index.html
[root@localhost ~]# echo "this is www.52xit.top" >/opt/52xit/index.html
[root@localhost opt]# vi /etc/exports ##配置NFS服务器的相关信息
/opt/51xit 192.168.100.0/24(rw,sync)
/opt/52xit 192.168.100.0/24(rw,sync)
[root@localhost opt]# systemctl restart nfs rpcbind ##重启
[root@localhost opt]# systemctl enable nfs rpcbind ##开机自启
[root@localhost opt]# showmount -e ##查询NFS服务器的相关信息（仅显示被客户挂载的目录名）
Export list for localhost.localdomain:
/opt/52xit 192.168.100.0/24
/opt/51xit 192.168.100.0/24
WE1配置（192.168.100.22）
[root@localhost ~]# showmount -e 192.168.100.24
Export list for 192.168.100.24:
/opt/52xit 192.168.100.0/24
/opt/51xit 192.168.100.0/24
[root@localhost ~]# yum -y install httpd
[root@localhost ~]# systemctl start httpd
[root@localhost ~]# systemctl enable httpd
[root@localhost ~]# mount 192.168.100.24:/opt/51xit /var/www/html/ ##临时挂载
[root@localhost ~]# vi /etc/fstab ##永久挂载
192.168.100.24:/opt/51xit /var/www/html nfs defaults,_netdev 0 0
[root@localhost ~]# init 6 ##最好重启检测下
###登录192.168.100.22测试网站是否正常####
WE2配置 （192.168.100.23）
[root@localhost ~]# showmount -e 192.168.100.24
Export list for 192.168.100.24:
/opt/52xit 192.168.100.0/24
/opt/51xit 192.168.100.0/24
[root@localhost ~]# yum -y install httpd
[root@localhost ~]# systemctl start httpd
[root@localhost ~]# systemctl enable httpd
[root@localhost ~]# mount 192.168.100.24:/opt/52xit /var/www/html/ ##临时挂载
[root@localhost ~]# vi /etc/fstab ##永久挂载
192.168.100.24:/opt/52xit /var/www/html nfs defaults,_netdev 0 0
[root@localhost ~]# init 6 ##重启测试
###登录192.168.100.23测试网站是否正常####
附加：
添加一个新网卡（ens37）：
[root@localhost ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@localhost network-scripts]# cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens37 #复制ens33到ens37
[root@localhost ~]# nmcli connection ##查看UUID信息
[root@localhost ~]# route -n ##查看路由条目 把地址以数字的形式显示
注释：
每一个UUID只能一个网卡使用！！
【可能遇到的问题】
[root@localhost ~]# showmount -e 192.168.100.24
clnt_create: RPC: Port mapper failure - Unable to receive: errno 113 (No route to host)
[root@localhost ~]# showmount -e
Export list for localhost.localdomain:
【解决方案】
（1）检查防火墙和核心防护
[root@localhost ~]# systemctl status firewalld
[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld
[root@localhost ~]# setenforce 0
（2）检查共享列表有没有设置
[root@localhost ~]# cat /etc/exports
/opt/51xit 192.168.100.0/24(rw,sync)
/opt/52xit 192.168.100.0/24(rw,sync)
[root@localhost ~]# systemctl restart nfs
[root@localhost ~]# systemctl restart rpcbind
[root@localhost ~]# systemctl enable nfs
[root@localhost ~]# systemctl enable rpcbind