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,单台服务器已经无法满足负载均衡及高可用的要求。
解决方法:
对服务器的CPU、内存、硬盘等硬件进行升级或者扩容来实现的(缺点:性能上限会有瓶颈,成本昂贵,收效比不高 等问题)
通过增加服务器主机数量来应对高并发的场景
根据群集所针对的目标差异,可分为三种类型:
访问整个群集系统的唯一入口,对外使用所有服务器共有的VIP地址,也称为群集IP地址。通常会配置主、备两台调度器实现热备份,当主调度器失效以后能够平滑替换至备用调度器,确保高可用性。
(通过VIP接受用户的请求,再通过调度算法确定要转发的节点服务器)
群集所提供的应用服务器、有服务器池承担,其中每个节点具有独立的RIP地址(真实IP),只处理调度器分发过来的客户机请求。当某个节点暂时失效时,负载调度器的容错机制会将其隔离,等待错误排除以后再重新纳入服务器池。
(通过RIP接收调度器转发来的请求,并处理请求的节点服务器)
为服务器池中的所有节点提供稳定、一致的文件存取服务,确保整个群集的统一性。共享存取可以使用NAS设备,或者提供NFS共享服务的专用服务器。
(因为节点服务器的资源都是由NAS或NFS提供,所以NAS或NFS需要做主备、或分布式,从而实现高可用。)
负载均衡群集是目前企业用的最多的群集类型。
地址转换
IP隧道:
缺点:成本很高
应用场景:这种模式一般应用于特殊场景,比如将节点服务器分布在全国各地,防止被物理攻击(如地震、战争等),做灾备。
直接路由:
Linux Virtual Server
算法 | |
---|---|
rr | 轮询算法(Round Robin),将请求依次分配给不同的rs节点,即RS节点中均摊分配。适用于RS所有节点处理性能接近的情况。 |
wrr | 加权轮询调度(Weighted Round Robin),依据不同RS的权值分配任务。权值较高的RS将优先获得任务,并且分配到的连接数将比权值低的RS更多。相同权值的RS得到相同数目的连接数。 |
dh | 目的地址哈希调度(destination hashing) ,以目的地址为关键字查找一个静态hash表来获得所需RS。 |
sh | 源地址哈希调度(source hashing,以原地址为关键字查找一个静态hash表来获得需要的RS。 |
wlc:加权最小连接数调度(Weighted Least Connections)
lc:最小连接数调度( Least Connections)
ipvs表存储了所有活动的连接。LB会比较将连接请求发送到当前连接最少的RS。
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。
lblc:基于地址的最小连接数调度(locality-based least-connection)
LVS现在已成为Linux内核的一部分,默认编译为ip_vs,必要时能够自动调用。
在CentOS 7 系统中,手动加载 ip_vs 模块的命令如下:
modprobe ip_vs //手动加载ip_vs模块
cat /proc/net/ip_vs //查看当前系统中ip_vs模块的版本信息
ipvsadm是一个工具,同时它也是一条命令,用于管理LVS的策略规则。
ipvsadm是ipvs的管理器,需要yum安装。
LVS群集创建与管理:
-A | 添加虚拟服务器 |
---|---|
-D | 删除整个虚拟服务器 |
-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) |
-a | 表示添加真实服务器(节点服务器) |
-d | 删除某个节点 |
-t | 指定 VIP地址及 TCP端口 |
-r | 指定 RIP地址及 TCP端口 |
-m | 表示 NAT群集模式 |
-g | 表示 DR模式 |
-i | 表示使用TUN模式 |
-w | 设置权重(权重为0时表示暂停节点) |
-p 60 | 表示保持长连接60s |
-l | 列表查看LVS虚拟服务器(默认为查看所有) |
-n | 以数字形式显示地址、端口等信息,常与“-l”选项组合使用。ipvsadm -ln |
实验环境:
一台NFS服务器:192.168.44.20
两台节点服务器:192.168.44.30 192.168.44.40
一台LVS调度器:ens33:(192.168.44.50)ens36(12.0.0.1)
一台web客户端:12.0.0.12
1、关闭防火墙
#1、关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0
2、安装nfs_utils、rpcbind软件包
#2、安装nfs_utils、rpcbind软件包
yum install nfs-utils rpcbind -y
systemctl start rpcbind nfs
systemctl enable rpcbind nfs
mkdir /opt/ysj /opt/benet
chmod 777 /opt/ysj /opt/benet
echo 'this is web1 page!' > /opt/ysj/index.html
echo 'this is web2 page!' > /opt/benet/index.html
vim /etc/exports
/usr/share *(ro,sync)
/opt/kgc 192.168.80.0/24(rw,sync)
/opt/benet 192.168.80.0/24(rw,sync)
--发布共享---
exportfs -rv
--192.168.44.20---
mount.nfs 192.168.44.20:/opt/kgc /var/www/html
或永久挂载
vim /etc/fstab
192.168.44.20:/opt/kgc /var/www/html nfs defaults,_netdev 0 0
--192.168.44.40---
mount.nfs 192.168.80.13:/opt/benet /var/www/html
或永久挂载
vim /etc/fstab
192.168.44.20:/opt/benet /var/www/html nfs defaults,_netdev 0 0
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0
(1)配置SNAT转发规则
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
sysctl -p
iptables -t nat -F && iptables -F
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.44.0/24 -o ens36 -j SNAT --to-source 12.0.0.1
(2)加载LVS内核模块
modprobe ip_vs #加载 ip_vs模块
cat /proc/net/ip_vs #查看 ip_vs版本信息
for i in $(ls /usr/lib/modules/$(uname -r)/kernel/net/netfilter/ipvs|grep -o "^[^.]*");do echo $i; /sbin/modinfo -F filename $i >/dev/null 2>&1 && /sbin/modprobe $i;done
(3)安装ipvsadm 管理工具
yum -y install ipvsadm
--启动服务前须保存负载分配策略---
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
或者 ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm.service
(4)配置负载分配策略(NAT模式只要在服务器上配置,节点服务器不需要特殊配置)
ipvsadm -C #清除原有策略
ipvsadm -A -t 12.0.0.1:80 -s rr [-p 60]
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.80.11:80 -m [-w 1]
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.80.12:80 -m [-w 1]
ipvsadm #启用策略
ipvsadm -ln #查看节点状态,Masq代表 NAT模式
ipvsadm-save > /opt/ipvsadm #保存策略
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
ipvsadm -d -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.80.11:80 #删除群集中某一节点服务器
ipvsadm -D -t 12.0.0.1:80 #删除整个虚拟服务器
systemctl stop ipvsadm #停止服务(清空策略)
systemctl start ipvsadm #启动服务(根据/etc/sysconfig/ipvsadm重建配置)
ipvsadm-restore < /opt/ipvsadm #恢复LVS 策略