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LVS負載均衡群集部署——詳細步驟

2020-09-22 11:00:29 軟體設計

  • 一、群集的含義：
  • 二、現代企業網路存在的問題：
  • 三、解決方法：
  • 四、根據群集所針對的目標差異，可分為三種型別：
    • 1. 負載均衡群集(Load Balance Cluster)
    • 2.高可用群集(High Availability Cluster)
    • 3.高性能運算群集（High Performance Computer Cluster)
  • 五、負載均衡的結構
  • 六、負載均衡的網路架構，有三種常見的
    • 1.NAT模式：
    • 2. TUN模式：
    • 3.DR模式
  • 七、關于LVS虛擬服務器
  • 八、LVS的負載調度演算法（4種）
    • 1.輪詢（Round Robin)
    • 2.加權輪詢(Weighted Round Robin)
    • 3.最少連接(Least Connections)
    • 4.加權最少連接(Weighted Least Connections)
    • 九、LVS群集創建與管理辦法
  • 十、實驗設計
    • 實驗拓撲
    • 1.搭建調度器
    • 2.搭建服務器池
      • 2.1配置WEB1
      • 2.2配置WEB2
    • 3.搭建共享儲存
    • 4.測驗共享儲存
    • 5.測驗輪詢
    • -----常用命令的解釋如下: ------
      • 1)創建虛擬服務器(注意:NAT模式要兩塊網卡，調度器的地址是外網口地址)
      • 2）添加服務器節點
      • 3）洗掉服務器節點
      • 4）備份與還原規則

一、群集的含義：

  • Cluster，集群、群集
  • 由多臺主機構成，但對外只表現為一個整體

二、現代企業網路存在的問題：

  • 互聯網應用中，隨著站點對硬體性能、回應速度、服務穩
  • 定性、資料可靠性等要求越來越高，單臺服務器力不從心

三、解決方法：

  • 使用價格昂貴的小型機、大型機
  • 使用普通服務器構建服務群集

四、根據群集所針對的目標差異，可分為三種型別：

  • 負載均衡群集
  • 高可用群集
  • 高性能運算群集

1. 負載均衡群集(Load Balance Cluster)

  • 提高應用系統的回應能力、盡可能處理更多的訪問請求、
  • 減少延遲為目標，獲得高并發、高負載(LB）的整體性能
  • LB的負載分配依賴于主節點的分流演算法

    2.高可用群集(High Availability Cluster)

  • 提高應用系統的可靠性、盡可能地減少中斷時間為目標，確保服務的連續性，達到高可用(HA)的容錯效果
  • HA的作業方式包括雙工和主從兩種模式

    3.高性能運算群集（High Performance Computer Cluster)

  • 提高應用系統的CPU運算速度、擴展硬體資源和分析能力為目標，獲得相當于大型、超級計算機的高性能運算（HPC)能力
  • 高性能依賴于“分布式運算”、“并行計算”，通過專用硬體和軟體將多個服務器的CPU、記憶體等資源整合在一起，實作只有大型、超級計算機才具備的計算能力

五、負載均衡的結構

  • 第一層，負載調度器(Load Balancer或Director)
  • 第二層，服務器池(Server Pool)
  • 第三層，共享存盤(Share Storage)

六、負載均衡的網路架構，有三種常見的

1.NAT模式：

  • 地址轉換Network Address Translation，簡稱NAT模式
  • 類似于防火墻的私有網路結構，負載調度器作為所有服務器節點的網關，即作為客戶機的訪問入口，也是各節點回應客戶機的訪問出口
  • 服務器節點使用私有IP地址，與負載調度器位于同一個物理網路，安全性要優于其他兩種方式

2. TUN模式：

  • IP隧道lPTunnel，簡稱TUN模式
  • 采用開放式的網路結構，負載調度器僅作為客戶機的訪問入口，各節點通過各自的Internet連接直接回應客戶機，而不再經過負載調度器
  • 服務器節點分散在互聯網中的不同位置，具有獨立的公網IP地址，通過專用IP隧道與負載調度器相互通信

3.DR模式

  • 直接路由Direct Routing，簡稱DR模式
  • 采用半開放式的網路結構，與TUN模式的結構類似，但各節點并不是分散在各地，而是與調度器位于同一個物理網路
  • 負載調度器與各節點服務器通過本地網路連接，不需要建立專用的IP隧道

七、關于LVS虛擬服務器

  • Linux Virtual Server
  • 針對Linux內核的負載均衡解決方案
  • 1998年5月，由我國的章文嵩博士創建
  • 官方網站: http://www.linuxvirtualserver.org/

八、LVS的負載調度演算法（4種）

1.輪詢（Round Robin)

  • 將收到的訪問請求按照順序輪流分配給群集中的各節點(真實服務器)，均等地對待每一臺服務器，而不管服務器實際的連接數和系統負載

2.加權輪詢(Weighted Round Robin)

  • 根據調度器設定的權重值來分發請求，權重值高的節點優先獲得任務，分配的請求數越多
  • 保證性能強的服務器承擔更多的訪問流量

3.最少連接(Least Connections)

  • 根據真實服務器已建立的連接數進行分配，將收到的訪問請求優先分配給連接數最少的節點

4.加權最少連接(Weighted Least Connections)

  • 在服務器節點的性能差異較大時，可以為真實服務器自動調整權重性能較高的節點將承擔更大比例的活動連接負載

九、LVS群集創建與管理辦法

  1. 創建虛擬服務器
  2. 添加、洗掉服務器節點
  3. 查看群集及節點狀況
  4. 保存分配的策略

十、實驗設計

  1. 加載ip_vs模塊，安裝ipvsadm工具
  2. 開啟路由轉發
  3. 新建LVS虛擬服務器并添加節點服務器
  4. 搭建NFS共享存盤服務
    4.1 介紹nfs
    ①　Network File System,網路檔案系統依賴于RPC(遠端程序呼叫)
    ②　需安裝nfs-utils、rpcbind軟體包
    ③　系統服務: nfs、rpcbind
    ④　共享組態檔:/etc/exports
    4.2 使用NFS發布共享資源
    ①　安裝nfs-utils、rpcbind軟體包
    ②　設定共享目錄
    ③　啟動NFS服務程式
    ④　查看本機發布的NFS共享目錄
    4.3.在客戶機中訪問NFS共享資源
    ①　安裝rpcbind軟體包，并啟動rpcbind服務
    ②　手動掛載NFS共享目錄
    ③　fstab自動掛載設定
  5. 配置節點服務器
    5.1 建立測驗網站
    5.2 掛載NFS共享存盤
    5.3 建立測驗網頁
  6. 保存規則并測驗

實驗拓撲

在這里插入圖片描述

1.搭建調度器

[root@localhost network-scripts]# nmcli connection  //查看UUID號，系結網卡
NAME               UUID                                TYPE      DEVICE 
ens33           	    e700afd3-d9d3-4e75-ba0f-1c472d256ce8   ethernet   ens33  
virbr0            	ec8ec847-c505-4e0a-ac6c-a9d1131d768c   bridge     virbr0 
Wired connection 1 	032bc5ee-d4a0-3374-a2a1-8b3079c39070  ethernet   ens36  
[root@localhost network-scripts]# ifconfig
ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 20.0.0.11  netmask 255.255.255.0  broadcast 20.0.0.255
		……省略部分
ens36: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.30.11  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.30.255
        ……省略部分
[root@localhost ~]# yum -y install ipvsadm
[root@localhost ~]# ipvsadm -v   //查看ipvsadm資訊
ipvsadm v1.27 2008/5/15 (compiled with popt and IPVS v1.2.1)
[root@localhost ~]# modprobe ip_vs   //加載ip_vs功能，確認內核對ip_vs的支持
[root@localhost ~]# cat /proc/net/ip_vs   //查看資訊
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
###############創建虛擬服務器規則################################
[root@localhost ~]# ipvsadm -A -t 20.0.0.11:80 -s rr
##############添加Web服務器節點規則##############################
[root@localhost ~]# ipvsadm -a -t 20.0.0.11:80 -r 192.168.30.22 -m -w 1
[root@localhost ~]# ipvsadm -a -t 20.0.0.11:80 -r 192.168.30.33 -m -w 1
##############保存規則，并記錄到/opt/ipvsadm檔案中###############
[root@localhost ~]# ipvsadm-save > /opt/ipvsadm
[root@localhost ~]# cat /opt/ipvsadm 
-A -t localhost.localdomain:http -s rr
-a -t localhost.localdomain:http -r 192.168.30.22:http -g -w 1
-a -t localhost.localdomain:http -r 192.168.30.33:http -g -w 1
###############做路由轉發####################################
[root@localhost ~]# vi /etc/sysctl.conf 
net.ipv4.ip_forward=1
[root@localhost ~]# sysctl -p //查看轉發資訊
net.ipv4.ip_forward = 1

#################如果有iptables防火墻，需要做SNAT##############
[root@localhost ~]# iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.30.0/24 -o ens33 -j SNAT --to-source 20.0.0.11
#########################################.#######################

2.搭建服務器池

2.1配置WEB1

[root@mysql2 ~]# ifconfig   //查看ip
ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.30.22  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.30.255
[root@mysql2 ~]# route -n   //查看路由表，看是否配置網關
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
0.0.0.0         192.168.30.11   0.0.0.0         UG    100    0        0 ens33
192.168.30.0    0.0.0.0         255.255.255.0   U     100    0        0 ens33
192.168.122.0   0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0        0 virbr0
[root@localhost ~]# yum -y install nfs-utils  //使用showmount需要安裝這個工具
[root@localhost ~]# showmount -e 192.168.30.44  //查看共享狀況
Export list for 192.168.30.44:
/opt/web2 192.168.30.0/24
/opt/web1 192.168.30.0/24
[root@mysql2 ~]# yum -y install httpd  //安裝httpd
[root@mysql2 ~]# systemctl start httpd
[root@mysql2 ~]# systemctl enable httpd

2.2配置WEB2

[root@localhost ~]# ifconfig
ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.30.33  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.30.255
[root@localhost ~]# route -n
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
0.0.0.0         192.168.30.11   0.0.0.0         UG    100    0        0 ens33
192.168.30.0    0.0.0.0         255.255.255.0   U     100    0        0 ens33
192.168.122.0   0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0        0 virbr0
[root@localhost ~]# yum -y install nfs-utils
[root@localhost ~]# showmount -e 192.168.30.44   //若查看不到，可能是nfs服務器發布失敗，去nfs服務器再次發布一下：exportsfs
Export list for 192.168.30.44:
/opt/web2 192.168.30.0/24
/opt/web1 192.168.30.0/24
[root@mysql2 ~]# yum -y install httpd
[root@mysql2 ~]# systemctl start httpd
[root@mysql2 ~]# systemctl enable httpd

3.搭建共享儲存

[root@localhost ~]# ifconfig
ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.30.44  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.30.255
        inet6 fe80::a52a:406e:6512:1c66  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
[root@localhost ~]# route -n   //查看路由表，看網關
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
0.0.0.0         192.168.30.11   0.0.0.0         UG    100    0        0 ens33
192.168.30.0    0.0.0.0         255.255.255.0   U     100    0        0 ens33
192.168.122.0   0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0        0 virbr0
[root@localhost ~]# rpm -q nfs-utils  //查看nfs是否安裝
nfs-utils-1.3.0-0.61.el7.x86_64
[root@localhost ~]# rpm -q rpcbind  //查看rpcbind是否安裝
rpcbind-0.2.0-47.el7.x86_64
[root@localhost ~]# yum -y install nfs-utils  //確實安裝了
Loaded plugins: fastestmirror, langpacks
Loading mirror speeds from cached hostfile
Package 1:nfs-utils-1.3.0-0.61.el7.x86_64 already installed and latest version
Nothing to do
[root@localhost ~]# yum -y install rpcbind
Loaded plugins: fastestmirror, langpacks
Loading mirror speeds from cached hostfile
Package rpcbind-0.2.0-47.el7.x86_64 already installed and latest version
Nothing to do
[root@localhost ~]# systemctl start nfs
[root@localhost ~]# systemctl enable nfs
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/nfs-server.service to /usr/lib/systemd/system/nfs-server.service.
[root@localhost ~]# systemctl start rpcbind
[root@localhost ~]# systemctl enable rpcbind
[root@localhost ~]# vi /etc/exports
/opt/web1 192.168.30.0/24(rw,sync)
/opt/web2 192.168.30.0/24(rw,sync)
[root@localhost ~]# systemctl restart nfs
[root@localhost ~]# systemctl restart rpcbind
[root@localhost ~]# showmount -e
Export list for localhost.localdomain:
/opt/web2 192.168.30.0/24
/opt/web1 192.168.30.0/24
[root@localhost web2]# exportfs -vr
exporting 192.168.30.0/24:/opt/web2
exporting 192.168.30.0/24:/opt/web1
[root@localhost ~]# mkdir /opt/web1/ /opt/web1/
[root@localhost ~]# vi /opt/web1/index.html
<html>
<title>I'm Web1</title>
<body><h1>I'm Web1</h1></body>
<img src="web1.jpg" />
</html>
[root@localhost ~]# vi /opt/web2/index.html
<html>
<title>I'm Web2</title>
<body><h1>I'm Web2</h1></body>
<img src="web2.png" />
</html>

4.測驗共享儲存

登入http://192.168.30.22，測驗正常
在這里插入圖片描述
登入http://192.168.30.33，測驗正常
在這里插入圖片描述

5.測驗輪詢

登入http://20.0.0.11，發現輪流從web1和web2服務器中讀取資料，第一次訪問是web1，間隔1分鐘重繪（因為存在快取），訪問的就是web2，輪詢正常
在這里插入圖片描述
在這里插入圖片描述

-----常用命令的解釋如下: ------

LVS的負載調度演算法有四種最常用的:輪詢演算法(rr)、加權輪詢(wrr)、最少輪詢(Ic)、加權最少輪詢(wlc)

1)創建虛擬服務器(注意:NAT模式要兩塊網卡，調度器的地址是外網口地址)

群集的VIP地址為20.0.0.11，針對TCP 80埠提供負載分流服務，使用的輪詢調度演算法，對于負載均衡調度器來說，VIP必須是本機實際已啟用的IP地址
ipvsadm -A -t 20.0.0.11:80 -s rr //選項"-A"表示添加虛擬服務器，"-t"用來指定VIP地址及TCP埠，"-S"用來指定負載調度演算法——rr、wrr、lc、wlc ，

2）添加服務器節點

ipvsadm -a -t 20.0.0.11:80 -r 192.168.80.33:80 -m
ipvsadm -a -t 20.0.0.11:80 -r 192.168.80.44:80 -m
//選項"-a"表示添加真實服務器，”-t”用來指定VIP地址及TCP埠，"-r"用來指定RIP地址及TCP埠，"-m"表示使用NAT群集模式("-g"是DR模式，"-i"是TUN橫式)
{-m引數后面還可以跟-w的引數，這里沒有做的"-w"用來設定權重(權重為0時表示暫停節點)}

3）洗掉服務器節點

ipvsadm -d -r 192.168.30.22:8o -t 20.0.0.11:80 //需要從服務器池中洗掉某一個節點時，使用選項"-d"”，執行洗掉操作必須指定目標物件，包括節點地址、虛擬IP地址，如上所示的操作將會洗掉LVS群集20.0.0.11中的節點192.168.30.22

若需要洗掉整個虛擬服務器時，使用選項-D并指定虛擬IP地址即可，無需要指定節點，例如:“ipvsadm -D -t 20.0.0.11:80"，則洗掉此虛擬服務囂，
ipvsadm -L //查看節點狀態，加個"-n"將以數字形式顯示地址、埠資訊

4）備份與還原規則

ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm1/保存策略
使用匯出/匯入工具ipvsadm-save/ipvsadm-restore可以保存、恢復LVS策略，方法類似于iptables的規則的匯出、匯入
(可以利用ipvsadm-restore < /dev/null 來清空所有規則)

轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/ruanti/104228.html

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    uj5u.com 2020-09-10 05:36:28 more
  • 當我們創建HashMap時，底層到底做了什么？

    jdk1.7中的底層實作程序（底層基于陣列+鏈表） 在我們new HashMap()時，底層創建了默認長度為16的一維陣列Entry[ ] table。當我們呼叫map.put(key1,value1)方法向HashMap里添加資料的時候： 首先，呼叫key1所在類的hashCode()計算key1 ......

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    uj5u.com 2023-04-20 08:20:47 more
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  • 05單件模式

    #經典的單件模式 public class Singleton { private static Singleton uniqueInstance; //一個靜態變數持有Singleton類的唯一實體。 // 其他有用的實體變數寫在這里 //構造器宣告為私有，只有Singleton可以實體化這個類! ......

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  • 【架構與設計】常見微服務分層架構的區別和落地實踐

    軟體工程的方方面面都遵循一個最基本的道理：沒有銀彈，架構分層模型更是如此，每一種都有各自優缺點，所以請根據不同的業務場景，并遵循簡單、可演進這兩個重要的架構原則選擇合適的架構分層模型即可。 ......

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