centos 7.6 ——ＬＶＳ＋ＮＡＴ负载均衡群集
ＬＶＳ＋ＮＡＴ负载均衡群集
文章目录
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ＬＶＳ＋ＮＡＴ负载均衡群集 - 一、企业群集应用
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- 1. 群集的含义
- 2. 企业群集分类
- 3. 负载均衡的结构
- 4. 负载均衡群集工作模式分析
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- 4.1 NAT模式
- 4.2 TUN模式
- （1）IP隧道
- 4.3 DR模式
- 5. 关于LVS虚拟服务器
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- 5.1 LVS的负载调度算法
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- （1）轮询（Round Robin）
- （2）加权轮询（Weighted Round Robin）
- 5.2 LVS的负载调度算法
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- （1）最少连接（Least Connections）
- （2）加权最少连接（Weighted Least Connections）
- 5.3 使用ipvsadm工具
- 5.4 Network File System，网络文件系统
- 二、实验：搭建出nfs网络文件存储服务
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- 1. 实验目的
- 2. 实验环境
- 3. 实验步骤
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- （1）nfs 网络文件系统服务器配置
- （2）两个Apache服务器配置
- （3） 负载均衡服务器配置
- （4）客户机win10 测试
一、企业群集应用
1. 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
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
2. 企业群集分类
（1）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）
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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
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为目标，获得高并发、高负载（LB）的整体性能
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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）
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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
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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）
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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
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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
3. 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）
4. 负载均衡群集工作模式分析
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负载均衡群集是目前企业用得最多的群集类型
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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
4.1 NAT模式
- Network Address Translation，简称NAT模式
- 类似于防火墙的私有网络结构，负载调度器作为所有服务器节点的网关，即作为客户机的访问入口，也是各节点回应客户机的访问出口
- 服务器节点使用私有IP地址，与负载调度器位于同一个物理网络，安全性要优于其他两种方式
4.2 TUN模式
（1）IP隧道
- IP Tunnel，简称TUN模式
- 采用开放式的网络结构，负载调度器仅作为客户机的访问入口，各节点通过各自的Internet连接直接回应客户机，而不再经过负载调度器
- 服务器节点分散在互联网中的不同位置，具有独立的公网IP地址，通过专用IP隧道与负载调度器相互通信
4.3 DR模式
- Direct Routing，简称DR模式
- 采用半开放式的网络结构，与TUN模式的结构类似，但各节点并不是分散在各地，而是与调度器位于同一个物理网络
- 负载调度器与各节点服务器通过本地网络连接，不需要建立专用的IP隧道
5. 关于LVS虚拟服务器
- Linux Virtual Server
- 针对Linux内核的负载均衡解决方案
- 1998年5月，由我国的章文嵩博士创建
- 官方网站：http://www.linuxvirtualserver.org/
5.1 LVS的负载调度算法
（1）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
（2）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
5.2 LVS的负载调度算法
（1）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
（2）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
5.3 使用ipvsadm工具
LVS群集创建与管理
- 创建虚拟服务器
- 添加、删除服务器节点
- 查看群集及节点情况
- 保存负载分配策略
5.4 Network File System，网络文件系统
- 依赖于RPC（远端过程调用）
- 需安装nfs-utils、rpcbind软件包
- 系统服务：nfs、rpcbind
- 共享配置文件：/etc/exports
二、实验：搭建出nfs网络文件存储服务
1. 实验目的
- win10客户机访问12.0.0.1的网址，通过nat地址转换，轮询的访问到Apache1和Apache2主机
搭建出nfs网络文件存储服务
2. 实验环境
- 负载均衡调度服务器 配置双网卡作为网关，路由转发
192.168.100.1
12.0.0.1 - 节点服务器 Apache1 ： 192.168.100.134 24 Apache2： 192.168.100.155 24
- nfs 文件共享服务器 192.168.100.144
- 客户机用于测试 12.0.0.23 24
3. 实验步骤
（1）nfs 网络文件系统服务器配置
[root@localhost html]# iptables -F
[root@localhost html]# setenforce 0
先使用nat模式将rpcbind nfs-utills 安装好
[root@localhost ~]# rpm -q rpcbind
rpcbind-0.2.0-47.el7.x86_64
[root@localhost ~]# rpm -q nfs-utils
nfs-utils-1.3.0-0.61.el7.x86_64
- 之后改为仅主机模式修改网卡信息
[root@localhost ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=static
DEFROUTE=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV6INIT=yes
IPV6_AUTOCONF=yes
IPV6_DEFROUTE=yes
IPV6_FAILURE_FATAL=no
IPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacy
NAME=ens33
UUID=80f87e54-24ac-404a-bc28-c3704d4c197a
DEVICE=ens33
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.100.144
GATEWAY=192.168.100.2
NETMASK=255.255.255.0
PREFIX=24
- 新建挂载点目录文件 web benet
[root@localhost opt]# mkdir benet web
[root@localhost opt]# ll
总用量 0
drwxr-xr-x. 2 root root 6 8月 31 13:52 benet
drwxr-xr-x. 2 root root 6 10月 31 2018 rh
drwxr-xr-x. 2 root root 6 8月 31 13:52 web
注意： 输入格式，不能有空格，如果有空格不会报错但是无法共享文件目录
[root@localhost opt]# vim /etc/exports
/opt/web 192.168.100.0/24(rw,sync,no_root_squash)
/opt/benet 192.168.100.0/24(rw,sync,no_root_squash)
- 测试检查
[root@localhost opt]# systemctl start nfs
[root@localhost opt]# systemctl start rpcbind
[root@localhost opt]# netstat -ntap |grep rpc
tcp 0 0 0.0.0.0:20048 0.0.0.0:* LISTEN 11914/rpc.mountd
tcp 0 0 0.0.0.0:58757 0.0.0.0:* LISTEN 9007/rpc.statd
tcp6 0 0 :::20048 :::* LISTEN 11914/rpc.mountd
tcp6 0 0 :::35266 :::* LISTEN 9007/rpc.statd
[root@localhost opt]#
- 查看挂载情况
[root@localhost opt]# showmount -e
Export list for localhost.localdomain:
/opt/benet 192.168.100.0/24
/opt/web 192.168.100.0/24
（2）两个Apache服务器配置
[root@localhost html]# iptables -F
[root@localhost html]# setenforce 0
在nat模式下
yum -y install httpd
之后配置仅主机模式
Apache1:192.168.100.134
Apache2:192.168.100.155
- Apache1 服务器配置挂载：
vim /etc/ftabs
192.168.100.144:/opt/web /var/www/html nfs defaults 0 0
[root@localhost ~]# mount -a //重新加载挂载的配置文件
[root@localhost ~]# df -Th
文件系统 类型 容量 已用 可用 已用% 挂载点
/dev/sda3 xfs 182G 4.1G 178G 3% /
devtmpfs devtmpfs 2.0G 0 2.0G 0% /dev
tmpfs tmpfs 2.0G 0 2.0G 0% /dev/shm
tmpfs tmpfs 2.0G 11M 2.0G 1% /run
tmpfs tmpfs 2.0G 0 2.0G 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1 xfs 1014M 174M 841M 18% /boot
tmpfs tmpfs 406M 24K 406M 1% /run/user/0
192.168.100.144:/opt/web nfs4 150G 3.9G 147G 3% /var/www/html
[root@localhost ~]#
[root@localhost html]# pwd
/var/www/html
[root@localhost html]# vim index.html
<html><body><h1>this is accp !!!!!!!</h1></body></html>
[root@localhost html]# systemctl restart httpd
- Apache2 192.168.100.155服务器配置挂载
vim /etc/ftabs
192.168.100.144:/opt/benet /var/www/html nfs defaults 0 0
[root@localhost ~]# mount -a //验证挂载情况
[root@localhost ~]# df -Th
文件系统 类型 容量 已用 可用 已用% 挂载点
/dev/sda3 xfs 50G 4.2G 46G 9% /
devtmpfs devtmpfs 906M 0 906M 0% /dev
tmpfs tmpfs 922M 0 922M 0% /dev/shm
tmpfs tmpfs 922M 11M 911M 2% /run
tmpfs tmpfs 922M 0 922M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda5 xfs 246G 33M 246G 1% /home
/dev/sda1 xfs 1014M 163M 852M 17% /boot
tmpfs tmpfs 185M 4.0K 185M 1% /run/user/42
tmpfs tmpfs 185M 20K 185M 1% /run/user/0
/dev/sr0 iso9660 4.3G 4.3G 0 100% /run/media/root/CentOS 7 x86_64
192.168.100.144:/opt/benet nfs4 150G 3.9G 147G 3% /var/www/html
[root@localhost ~]#
[root@localhost html]# pwd
/var/www/html
[root@localhost html]# vim index.html
<html><body><h1>this is benet !!!!!!!</h1></body></html>
[root@localhost html]# systemctl restart httpd
（3） 负载均衡服务器配置
- 网关设置双网卡
- 加载ip_vs模块，安装ipvsadm工具并设置LVS网卡
- 确认内核对LVS的支持
[root@localhost~]# modprobe ip_vs
[root@localhost~]# cat /proc/net/ip_vs
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
- 双网卡设置作为内网卡网关设置
[root@localhost ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=static
DEFROUTE=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV6INIT=yes
IPV6_AUTOCONF=yes
IPV6_DEFROUTE=yes
IPV6_FAILURE_FATAL=no
IPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacy
NAME=ens33
UUID=e0fb0f4e-fd67-423e-9f33-eab94c271e8a
DEVICE=ens33
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.100.1
NETMASK=255.255.255.0
- 作为外网卡网关设置
[root@localhost ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts
[root@localhost network-scripts]# cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens36
[root@localhost network-scripts]# vim ifcfg-ens36
删除UUID
TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=static
DEFROUTE=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV6INIT=yes
IPV6_AUTOCONF=yes
IPV6_DEFROUTE=yes
IPV6_FAILURE_FATAL=no
IPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacy
NAME=ens36
DEVICE=ens36
ONBOOT=yes
IPADDR=12.0.0.1
NETMASK=255.255.255.0
PREFIX=24
[root@localhost network-scripts]# ip add
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
inet 127.0.0.1/8 scope host lo
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 ::1/128 scope host
valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
link/ether 00:0c:29:ea:11:51 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.100.1/24 brd 192.168.100.255 scope global noprefixroute ens33
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::236e:db25:cfa3:701/64 scope link noprefixroute
valid_lft forever preferred_lft forever
3: ens36: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
link/ether 00:0c:29:ea:11:5b brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 12.0.0.1/24 brd 12.0.0.255 scope global noprefixroute ens36
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::59b:70fc:aa64:e03d/64 scope link noprefixroute
valid_lft forever preferred_lft forever
4: virbr0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN group default qlen 1000
link/ether 52:54:00:3f:48:87 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.122.1/24 brd 192.168.122.255 scope global virbr0
valid_lft forever preferred_lft forever
5: virbr0-nic: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc pfifo_fast master virbr0 state DOWN group default qlen 1000
link/ether 52:54:00:3f:48:87 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
[root@localhost network-scripts]#
- 设置路由转发，指定ip服务池节点
[root@localhost opt]# vim na.sh
#!/bin/bash
echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward // 开启路由转发功能
ipvsadm -C //清除内核虚拟机服务器中的所有记录
ipvsadm -A -t 127.0.0.1:80 -s rr //指定虚拟ip，轮询
ipvsadm -a -t 127.0.0.1:80 -r 192.168.100.134:80 -m //指定真实的调度服务器
ipvsadm -a -t 127.0.0.1:80 -r 192.168.100.155:80 -m //指定真实的调度服务器
ipvsadm //开启服务
[root@localhost opt]# chmod 777 na.sh
[root@localhost opt]# ll
总用量 4
-rwxrwxrwx. 1 root root 206 8月 31 15:37 na.sh
drwxr-xr-x. 2 root root 6 10月 31 2018 rh
[root@localhost opt]# ./na.sh
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP localhost.localdomain:http rr
-> 192.168.100.134:http Masq 1 0 0
-> 192.168.100.155:http Masq 1 0 0
[root@localhost opt]#
- 设置路由转发
[root@localhost opt]# vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward=1
[root@localhost opt]# sysctl -p
net.ipv4.ip_forward = 1
- 清空防火墙表规则，并这种NAT地址转换
[root@localhost opt]# iptables -t nat -F
[root@localhost opt]# iptables -t nat -A POSTROUTING -o ens33 -s 192.168.100.0/24 -j SNAT --to-source 12.0.0.1
[root@localhost opt]# ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm
[root@localhost opt]# systemctl start ipvsadm.service
（4）客户机win10 测试
- 客户机ip地址：12.0.0.21 24
浏览器输入12.0.0.1
- 就能访问到Apache1主机和Apache1主机网页
- 遵循轮询后台算法，注意：浏览器清理缓存
- apache 1 和Apache2 、负载均衡服务器、客户机网络应该是互通