Cluster ,集群、群集
由多台主机构成,但对外只表现为一个整体,只提供一个访问入口(域名或IP地址),相当于一台大型计算机。
问题:
时代发展,服务器需要更高的性能,需要多cpu,内存,安全性,响应速度,服务器稳定性,现在单个服务器无法满足需求。
解决方案:
(1)添加需要的设备,例如:缺cup,加cpu。
(2)购买性能强的主机。
总结:性能需求越来越大,解决方法成本过高,需要集群方法。
(1)当高并发时,服务器需要高性能,此时集群可以胜任。
(2)企业中保持数据安全性,有集群时可以保证服务不会停止,主服务器出现问题,备服务器可以直接顶上。
第一层,负载调度器(Load Balancer或Director)
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。负载均衡层
第二层,服务器池(Server Pool)
群集所提供的应用服务、由服务器池承担,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。web应用层
第三层,共享存储(Share Storage)
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。共享存储可以使用NAS设备,或者提供NFS共享服务的专用服务器。
都走LVS,调度器有瓶颈
客户端访问服务器,到负载调度器,分配给服务器,服务器再原路返回。
缺点:客户端到负载调度器只有一个通道,速度慢。
客户端访问服务器,通过调度器访问,但是返回时不通过调度器,直接用路由器返回。
最常用!所有主机共享vip地址,不原路返回LVS调度器。web服务器在同一网段
需要买公网地址
客户端访问服务器,通过负载调度器,到服务器,服务器返回直接通过IP直接返回客户端。
缺点:每个服务器都要有一个公网地址。
LVS集群(Linux Virtual server)负载调度器,内核集成,章文嵩(花名正明), 阿里的四层SLB(Server Load Balance)是基于LVS+keepalived实现。
VS根据请求报文的目标IP和目标协议及端口将其调度转发至某RS,根据调度算法来挑选RS。LVS是内核级功能,工作在INPUT链的位置,将发往INPUT的流量进行“处理”
VS:Virtual Server,Director Server(DS), Dispatcher(调度器),Load Balancer(lvs服务器)
RS:Real Server(lvs), upstream server(nginx), backend server(haproxy)(真实服务器)
CIP:Client IP(客户机IP)
VIP:Virtual serve IP VS外网的IP
DIP:Director IP VS内网的IP
RIP:Real server IP (真实IP)
固定调度算法
ipvsadm 是在负载调度器上使用的 LVS 群集管理工具,通过调用 ip_vs 模块来添加、删除服务器节点 ,以及查看集群运行状态,在CentOS 7系统中,需安装软件包。
[root@localhost ~]# yum -y install ipvsadm
[root@localhost ~]# ipvsadm -v
ipvsadm v1.27 2008/5/15 (compiled with popt and IPVS v1.2.1)
LVS 群集的管理工作主要包括创建虚拟服务器、添加服务器节点、查看群集节点状态、 删除服务器节点和保存负载分配策略。
ipvsadm 工具选项说明:
如果有用户进行相应业务访问时,负载均衡器根据后端哪台服务器的负载情况,决定由给哪
一台去完成响应,并且一台服务器垮了,其它的服务器可以顶上来。分布式的每一个节点,都完成不同的业务,如果一个节点垮了,那这个业务可能就会失败
调度器:
内网关 ens33:192.168.190.100
外网关 ens36:12.0.0.10
NFS服务器:
192.168.190.200
web1:192.168.190.101
web2:192.168.190.120
部署共享存储(NFS服务器:192.168.79.210)
1. //关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0
2. //安装nfs服务
yum install nfs-utils rpcbind -y
3. //新建目录,并创建站点文件
cd /opt/
mkdir fsj mws
echo "this is web1" > fsj/index.html
echo "this is web2" > mws/index.html
4.//开启服务
systemctl start rpcbind
systemctl start nfs
5.//授权
chmod 777 zhuo/ lmz/
6.//设置共享策略
vim /etc/exports
/opt/zhuo 192.168.79.0/24(rw,sync)
/opt/lmz 192.168.79.0/24(rw,sync)
7.//发布服务
exportfs -rv
部署web服务器(web服务器1: 192.168.190.101)
1. //关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0
2.//安装httpd、nfs-utils和rpcbind程序
yum install -y httpd
yum install nfs-utils rpcbind -y
3. //查看nfs服务
showmount -e 192.168.190.100
4. //挂载站点
#法一:临时挂载
mount 192.168.190.200:/opt/fsj /var/www/html/
#法二:永久挂载
vim /etc/fstab
192.168.190.200:/opt/zhuo/ /var/www/html/ nfs defaults,_netdev 0 0
mount -a
5. //开启httpd服务并设置开机自启动
systemctl start httpd
systemctl enable httpd
6. //指定网关
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
GATEWAY=192.168.190.200
#DNS1=8.8.8.8
7.//重启网络服务
systemctl restart network
部署web服务器2(web服务器2:192.168.190.120):
//关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0
//安装httpd、nfs-utils和rpcbind程序
yum install -y httpd
yum install nfs-utils rpcbind -y
//查看nfs服务
showmount -e 192.168.79.210
//挂载站点
#法一:临时挂载
df
cat /var/www/html/index.html
mount 192.168.79.210:/opt/lmz /var/www/html/
#法二:永久挂载
vim /etc/fstab
192.168.79.210:/opt/lmz/ /var/www/html/ nfs defaults,_netdev 0 0
mount -a
//开启httpd服务并设置开机自启动
systemctl start httpd
systemctl enable httpd
//指定网关
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
GATEWAY=192.168.79.240
#DNS1=8.8.8.8
//重启网络服务
systemctl restart network
部署负载调度服务器(ens33:192.168.190.100,ens36:12.0.0.10):
1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0
2. #安装ipvsadm
yum install ipvsadm.x86_64 -y
3. #打开路由转发功能
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
sysctl -p
4. #防火墙做策略
#清空策略
iptables -F
#添加策略
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.190.0/24 -o ens36 -j SNAT --to 12.0.0.10
#查看策略
iptables -nL -t nat
5. #加载LVS内核模块
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
6. #开启ipvsadm服务
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm.service
7. #清空策略
ipvsadm -C
8. #制定策略
//指定IP地址 外网的入口 -s rr 轮询
ipvsadm -A -t 12.0.0.10:80 -s rr
//先指定虚拟服务器再添加真实服务器地址,-r:真实服务器地址 -m指定nat模式
ipvsadm -a -t 12.0.0.10:80 -r 192.168.190.101:80 -m
ipvsadm -a -t 12.0.0.10:80 -r 192.168.190.120:80 -m
#开启服务
ipvsadm
9. 查看策略
ipvsadm -ln
LVS-DR(Linux Virtual Server Director Server)工作模式,是生产环境中最常用的一 种工作模式。
LVS-DR 模式,Director Server 作为群集的访问入口,不作为网关使用
节点 Director Server 与 Real Server 需要在同一个网络中,返回给客户端的数据不需要经过 Director Server。
客户机发起请求,经过调度服务器(lvs),经过算法调度,去访问真实服务器(RS)
由于不原路返回,客户机不知道,真实主机的ip地址,
客户端---->外网地址12.0.0.100 12.0.0.100---->客户端
#12.0.0.18-----客户端 客户端会直接丢弃
对每台真实服务器配置外网地址 12.0.0.100
12.0.0.100------>客户端
问题:IP地址冲突
在LVS-DR负载均衡集群中,负载均衡器与节点服务器都要配置相同的VIP地址,在局域网中具有相同的IP地
址。势必会造成各服务器ARP通信的紊乱
路由器发送ARP请求(广播) ARP---->广播去找ip地址解析成mac地址 默认使用调度服务器上的外网地址(vip地址)响应,
需要在真实服务器上修改内核参数 使真实服务器只对自己服务器上的真实IP地址响应ARP解析。
第二次再有访问请求
RealServer返回报文(源IP是VIP)经路由器转发,重新封装报文时,需要先获取路由器的MAC地址,发送ARP请求时,Linux默认使用IP包的源IP地址(即VIP)作为ARP请求包中的源IP地址,而不使用发送接口的IP地址,路由器收到ARP请求后,将更新ARP表项,原有的VIP对应Director的MAC地址会被更新为VIP对应RealServer的MAC地址。路由器根据ARP表项,会将新来的请求报文转发给RealServer,导致Director的VIP失效
解决方法:
对节点服务器进行处理,设置内核参数arp_announce=2:系统不使用IP包的源地址来设置ARP请求的源地址,而选择发送接口的IP地址
路由器上绑定了 真实服务器1的mac信息,
#请求到达真实服务器
在真实服务器上修改内核参数
只对所有服务器真实网卡上的地址进行反馈,解析
DR 负载调度服务器:192.168.190.100
vip(虚拟回环):192.168.190.10
Web服务器1:192.168.190.200
Web 服务器2:192.168.190.101
客户端:真机
部署DR负载调度服务器(DR 负载调度服务器:192.168.190.100):
1. //关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
2. #安装ipvsadm工具
yum install ipvsadm.x86_64 -y
3. #配置虚拟IP地址(VIP:192.168.79.23)
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0
vim ifcfg-ens33:0
#删除UUID,dns与网关,注意子网
NAME=ens33:0
DEVICE=ens33:0
IPADDR=192.168.190.10
NETMASK=255.255.255.255
4. #重启网络服务、启动网卡
systemctl restart network
ifup ifcfg-ens33:0
5. #调整/proc响应参数
#对于 DR 群集模式来说,由于 LVS 负载调度器和各节点需要共用 VIP 地址,应该关闭 Linux 内核的重定向参数响应服务器不是一台路由器,那么它不会发送重定向,所以可以关闭该功能
vi /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 0
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
6. #刷新配置
sysctl -p
7. #加载模块
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
8. #配置负载分配策略,并启动服务
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm.service
9. #清空ipvsadm,并做策略
##添加真实服务器-a 指定VIP地址及TCP端口-t 指定RIP地址及TCP端口 -r 指定DR模式-g
ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.190.10:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.190.10:80 -r 192.168.190.200:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.190.10:80 -r 192.168.190.101:80 -g
10. #保存设置
ipvsadm
ipvsadm -ln
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
部署第一台Web服务器(Web 服务器1:192.168.190.200)
1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
2. #安装httpd、开启服务
yum install httpd -y
systemctl start httpd
3. #创建一个站点文件
vim /var/www/html/index.html
this is web1
3. #添加回环网卡,修改回环网卡名,IP地址,子网掩码
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.190.10
NETMASK=255.255.255.255
NETWORK=127.0.0.0
systemctl restart network
4. #设置路由
route add -host 192.168.190.10 dev lo:0
route -n
5. #开机执行命令
vim /etc/rc.d/rc.local
/usr/sbin/route add -host 192.168.190.10 dev lo:0
chmod +x /etc/rc.d/rc.local
6. #调整 proc 响应参数
#添加系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
#系统不使用原地址来设置ARP请求的源地址,而是物理mac地址上的IP
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
7. #刷新配置
sysctl -p
部署第二台Web服务器(Web 服务器2:192.168.190.101)
1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
2. #安装httpd、开启服务
yum install httpd -y
systemctl start httpd
3. #创建一个站点文件
vim /var/www/html/index.html
this is web2
3. #添加回环网卡,修改回环网卡名,IP地址,子网掩码
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.190.10
NETMASK=255.255.255.255
NETWORK=127.0.0.0
systemctl restart network
4. #设置路由
route add -host 192.168.190.10 dev lo:0
route -n
5. #开机执行命令
vim /etc/rc.d/rc.local
/usr/sbin/route add -host 192.168.190.10 dev lo:0
chmod +x /etc/rc.d/rc.local
6. #调整 proc 响应参数
#添加系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
#系统不使用原地址来设置ARP请求的源地址,而是物理mac地址上的IP
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
sysctl -p