LVS负载均衡群集

2021/4/24 18:28:23

本文主要是介绍LVS负载均衡群集,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

LVS负载均衡群集

一.群集的含义

由多台主机构成,但对外只表现为一个整体。

二.出现的问题

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。

三.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群集。

四.集群分类

根据群集所针对的目标差异,可以分为三种类型

1.负载均衡群集

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。

2.高可用群集——keepalived(备份,容灾,冗余)

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。

3.高性能运算群集

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”、“并行运算”,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。

五.负载均衡群集架构

在这里插入图片描述
1.负载调度器:接受客户请求,请求分发给资源池
2.服务器池:等待调度器分配任务
3.共享存储:给与前端负载调度/服务器池提供存储空间

企业架构中前端的部分
1.对外,由调度器服务器提供一个VIP作为统一接受入口,对内,按照分流算法分发流量/请求给服务器池。
2.服务器池接收,响应/处理负载调度的任务
3.共享存储为服务器提供存储空间

分层
按照服务/架构的功能进行分层

六.负载均衡群集工作模式分析

负载均衡群集是目前企业用的最多的群集类型
群集的负载调度技术有三种工作模式:

1.NAT模式------地址转换

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

2.TUN模式------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

3.DR模式------直接路由

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

4.三种工作模式的区别

工作模式NATTUN模式DR模式
real server(节点服务器)
server number(节点数量)low 10-20high 100high 100
真实网关负载调度器自由路由器自由路由器
IP地址公网+私网公网私网
优点安全性高安全、速度快性能最好
缺点效率低、压力大需要隧道支持(贵)不能跨越LAN(局域网)

七.LVS虚拟服务器

1.Linux Virtual Server

● 针对Linux内核开发的负载均衡解决方案
● 1998年5月,由我国的章文嵩博士创建

2.LVS现在已成为Linux内核的一部分,默认编译为ip_ vs模块,必要时能够自动调用。在CentOS 7系统中,以下操作可以手动加载ip_ vs模块,并查看当前系统中ip_ vs模块的版本信息。

modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs    #确认内核对LVS的支持

八.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

3.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

4.加权最少连接(Weighted L east 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

九.ipvsadm工具

选项功能
-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删除某一个节点
-t指定 VIP地址及 TCP端口
-r指定 RIP地址及 TCP端口
-m表示使用 NAT群集模式
-g表示使用 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60秒
-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

十.NAT模式LVS负载均衡群集部署

LVS调度器作为Web 服务器池的网关,LVS具有两块网卡,分别连接内外网,使用轮询(rr)调度算法

环境配置

主机操作系统IP地址工具/软件/安装包
负载均衡器CentOS7内网:192.168.239.1、外网:12.0.0.1ipvsadm
NFS服务器CentOS7192.168.239.60rpcbind、nfs-utils
Web节点服务器1CentOS7192.168.239.30rpcbind、nfs-utils、httpd
Web节点服务器2CentOS7192.168.239.40rpcbind、nfs-utils、httpd
客户端Windows1012.0.0.12

1.部署共享存储(NFS服务器:192.168.239.60)

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0

yum -y install nfs-utils rpcbind

systemctl start rpcbind.service
systemctl start nfs.service

systemctl enable nfs.service
systemctl enable rpcbind.service

mkdir /opt/lic
mkdir /opt/kiki

chmod 777 /opt/lic 
chmod 777 /opt/kiki

vim /etc/exports
/usr/share *(ro,sync)
/opt/lic 192.168.239.0/24(rw,sync)
/opt/kiki 192.168.239.0/24(rw,sync)

exportfs -rv

2.配置节点服务器

Web节点服务器1:192.168.239.30
Web节点服务器2:192.168.239.40
两者都需要安装服务,步骤一样,这里就放一起了

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0

yum install httpd -y
systemctl start httpd.service
systemctl enable httpd.service

yum -y install nfs-utils rpcbind

systemctl start rpcbind
systemctl enable rpcbind

showmount -e 192.168.239.60
Web节点服务器1:192.168.239.30

mount.nfs 192.168.239.30:/opt/test1 /var/www/html
echo 'this is test1 web!' > /var/www/html/index.html
Web节点服务器2:192.168.239.40

mount.nfs 192.168.239.40:/opt/test2 /var/www/html
echo 'this is test2 web!' > /var/www/html/index.html

3.配置负载调度器

负载调度器:内网关 ens33:192.168.239.1,外网关 ens37:12.0.0.1

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

iptables -t nat -F
iptables -F
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.239.0/24 -o ens37 -j SNAT --to-source 12.0.0.1

(2)加载LVS内核模块

#加载 ip_vs模块
modprobe ip_vs
#查看 ip_vs版本信息
cat /proc/net/ip_vs

(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
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)

#清除原有策略
ipvsadm -C

ipvsadm -A -t 12.0.0.1:80 -s rr
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.239.30:80 -m
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.239.40:80 -m
#启用策略
ipvsadm

#查看节点状态,Masq代表 NAT模式
ipvsadm -ln
#保存策略
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm

4.测试效果

在一台IP为12.0.0.12的客户机使用浏览器访问 http://12.0.0.1/ ,不断刷新浏览器测试负载均衡效果,刷新间隔需长点.



这篇关于LVS负载均衡群集的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对大家有所帮助,也希望大家多多支持为之网!


扫一扫关注最新编程教程