Centos 7之LVS负载均衡群集

时间  2019-12-19
标签 centos lvs 负载 均衡 群集 栏目 CentOS 繁體版
原文   原文链接

博文目录
1、LVS群集应用基础
2、LVS虚拟服务器
3、搭建NFS共享存储服务html

1、LVS群集应用基础

根据实际企业环境的不一样，群集所提供的功能也各不相同，采用的技术细节也可能各有千秋。然而从总体上来看，须要先了解一些关于群集的共性特征，这样才能在构建和维护群集的工做中作到心中有数，避免操做上的盲目性。linux

一、群集的类型

不管是哪一种群集，都至少包括两台节点服务器，而对外表现为一个总体，只提供一个访问入口（域名或IP地址），至关于一台大型计算机。根据群集所针对的目标差别，能够分为如下三种类型。算法

  • 负载均衡群集（Load Balance Cluster）：以提升应用系统的响应能力、尽量处理更多的访问请求、较少延迟为目的，得到高并发、高负载的总体性能。例如，“DNS轮询” 、“应用层交换”、“反向代理”等均可用作负载均衡群集。LB的负载分配依赖于主节点的分流算法，未来自客户机的访问请求分担给多个服务器节点，从而缓解整个系统的负载压力。vim

  • 高可用群集（High Availability Cluster）：以提升应用系统的可靠性，尽量地减小中断时间为目标，确保服务的连续性，达到高可用（HA）的容错效果，例如，“故障切换”。“双机热备”、“多机热备”、等都属于高可用群集技术，HA的工做方式包括双工和主从两种模式。双工就是全部节点同时在线；主从则只有主节点在线，但当出现故障时从节点能自动切换为主节点，和Cisco路由器的HSRP原理相似。centos

  • 高性能运算群集（High Performance Computer Cluster）：以提升应用系统的CPU运算速度，扩展硬件资源和分析能力为目标，得到至关于大型、超级计算机的高性能运算（HPC）能力。例如，“云计算”、“网格计算”也能够当成HPC的一种。HPC群集的高性能依赖于“分布式计算” “并行计算”，经过专用硬件和软件将多台服务器的CPU、内存等资源整合在一块儿，实现只有大型、超级计算机才具有的计算能力。

不一样类型的群集能够根据实际需求进行合并，如高可用的负载均衡群集。安全

二、负载均衡的分层结构

Centos 7之LVS负载均衡群集

  • 第一层：负载调度器，这是访问整个群集系统的惟一入口，对外使用全部服务器共有的VIP（虚拟IP）地址，也称为群集IP。一般会配置主、备两台调度器实现热备份，当主调度器失效之后平滑替换至备用调度器，确保高可用性。服务器

  • 第二层：服务器池，群集所提供的应用服务（如HTTP、FTP）由服务器池承担，其中每一个节点具备独立的RIP（真实IP）地址，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，负载调度器的容错机制会将其隔离，等待错误排除后在将其从新归入服务器池。网络

  • 第三层：共享存储，为服务器池中的全部节点提供稳定、一致的文件存取服务，确保整个群集的统一性。在Linux/UNIX环境中，共享存储可使用NAS设备，或者提供NFS（网络文件系统）共享服务的专用服务器。

三、负载均衡的工做模式

关于群集的负载调度技术，能够基于IP、端口、内容等进行分发，其中基于IP的负载调度是效率最高的，基于IP的负载均衡模式中，常见的有地址转换、IP隧道和直接路由三种工做模式，以下图：
Centos 7之LVS负载均衡群集并发

  • 地址转换：简称NAT模式，相似于防火墙的私有网络结构，负载调度器做为全部服务器节点的网关，即做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，安全性要优于其余两种方式，但负载调度器的压力较大。负载均衡

  • IP隧道：简称TUN模式，采用开放式的网络结构，负载调度器仅做为客户机的访问入口，各节点经过各自的Internet链接直接回应客户机，而再也不通过负载调度器，服务器节点分散在互联网中的不一样位置，具备独立的公网IP地址，经过专用IP隧道与负载调度器相互通讯。

  • 直接路由：简称DR模式，采用半开放的网络结构，与TUN模式的结构相似，但各节点不是分散在各地的，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经过本地网络链接，不须要创建专用的IP隧道。

以上三种工做模式中，NAT方式只须要一个公网IP地址，从而成为最易用的一种负载均衡模式，安全性也比较好，许多硬件负载均衡设备就采用这种方式；相比较而言，DR模式和TUN模式的负载能力更增强大，适用范围更广，但节点的安全性要稍微差一些。

2、LVS虚拟服务器

Linux Virtual Server是针对Linux内核开发的一个负载均衡项目，官网是：http://www.linuxvirtualserver.org/ 能够进入官网查阅相关的技术文档。LVS实际上至关于基于IP地址的虚拟化应用，为基于IP地址和内容请求分发的负载均衡提出了一种高效率的解决方法。LVS如今已经成为Linux内核的一部分，默认编译为ip_vs模块，必要时可以自动调用。在Centos 7系统中，如下操做能够手动加载ip_vs模块，并查看当前系统中ip_vs模块的版本信息：

[root@centos01 ~]# modprobe ip_vs      <!--加载ip_vs模块-->
[root@centos01 ~]# cat /proc/net/ip_vs  <!--查看ip_vs版本信息-->
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn

一、LVS的负载调度算法

针对不一样的网络服务和配置须要，LVS调度器提供多种不一样的负载调度算法，其中最经常使用的四种算法包括轮询、加权轮询、最少链接和加权最少链接。

  • 轮询（rr）：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），均等地对待每台服务器，而无论服务器实际的链接数和系统负载。

  • 加权轮询（wrr）：根据真实服务器的处理能力轮流分配收到的访问请求，调度器能够自动查询个节点的负载状况，并动态调整其权重。这样能够保证处理能力强的服务器承担更多的访问流量。

  • 最少链接（lc）：根据真实服务器已创建的链接数进行分配，将受到的访问请求优先分配给链接数最少的节点，若是全部的服务器节点性能相近，采用这种方式能够更好地均衡负载。

  • 加权最少链接（wlc）：在服务器节点的性能差别较大的状况下，能够为真实服务器自动调整权重，权重较高的节点将承担更大比例的活动链接负载。

二、使用ipvsadm管理工具

ipvsadm是在负载调度器上使用的LVS群集管理工具，经过调用ip_vs模块来添加、删除服务器节点，以及查看群集的运行状态。

[root@centos01 ~]# yum -y install ipvsadm <!--安装ipvsadm工具-->
[root@centos01 ~]# ipvsadm -v      <!--查看ipvsadm版本-->
ipvsadm v1.27 2008/5/15 (compiled with popt and IPVS v1.2.1)

1）建立虚拟服务器

若群集的VIP地址为172.16.16.172，针对TCP 80端口提供负载分流服务，使用的调度算法为轮询，则对应的ipvsadm命令操做以下所示，对于负载均衡调度器来讲，VIP必须是本机实际已启用的IP地址：

[root@centos01 ~]# ipvsadm -A -t 172.16.16.172:80 -s rr

上述操做中，选项-A表示添加虚拟服务器，-t用来指定VIP地址及TCP端口，-s用来指定负载调度算法——轮询（rr）、加权轮询（wrr）、最少链接（lc）、加权最少链接（wlc）。

2）添加服务器节点

为虚拟服务器172.16。16.172添加四个服务器节点，IP地址依次为192.168.7.21~24，对应的ipvsadm命令操做以下所示。若但愿使用保持链接，还应添加“-p 60”选项，其中60为保持时间（单位为s）：

[root@centos01 ~]# ipvsadm -a -t 172.16.16.172:80 -r 192.168.7.21:80 -m -w 1
[root@centos01 ~]# ipvsadm -a -t 172.16.16.172:80 -r 192.168.7.22:80 -m -w 1
[root@centos01 ~]# ipvsadm -a -t 172.16.16.172:80 -r 192.168.7.23:80 -m -w 1
[root@centos01 ~]# ipvsadm -a -t 172.16.16.172:80 -r 192.168.7.24:80 -m -w 1

上述操做中，选项-a表示添加真实服务器，-t用来指定VIP地址及TCP端口，-r用来指定RIP（真实IP）地址及TCP端口，-m表示使用NAT群集模式（-g DR模式和-i TUN模式），-w用来设置权重（权重为0时表示暂停节点）。

3）查看群集节点状态

结合选项-l能够列表查看LVS虚拟服务器，能够指定只查看某一个VIP地址（默认为查看全部），结合选项-n将以数字形式显示地址、端口等信息：

[root@centos01 ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.16.16.172:80 rr
  -> 192.168.7.21:80              Masq    1      0          0         
  -> 192.168.7.22:80              Masq    1      0          0         
  -> 192.168.7.23:80              Masq    1      0          0         
  -> 192.168.7.24:80              Masq    1      0          0

上述输出结果中Forward列下的Masquerade（地址假装），表示采用的群集模式为NAT；若是是Route，则表示采用的群集模式为DR。

4）删除服务器节点

须要从服务器池中删除某一个节点时，使用选项-d。执行删除操做必须指定目标对象，包括节点地址、虚拟IP地址。例如，如下操做将会删除LVS群集172.16.16.172中的节点192.168.7.24。

[root@centos01 ~]# ipvsadm -d -r 192.168.7.24:80 -t 172.16.16.172:80

须要删除整个虚拟服务器时，使用选项-D并指定虚拟IP地址便可，无须指定节点。例如，若执行“ipvsadm -D -t 172.16.16.172：80”，则删除此虚拟化服务器。

5）保存负载分配策略

使用导出/导入工具ipvsadm-save/ipvsadm-restore能够保存、恢复LVS策略。固然也能够快速清除、重建负载分配策略。

[root@centos01 ~]# ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm  <!--保存策略-->
[root@centos01 ~]# cat /etc/sysconfig/ipvsadm  <!--确认保存结果-->
-A -t 172.16.16.172:http -s rr 
-a -t 172.16.16.172:http -r 192.168.7.21:http -m -w 1
-a -t 172.16.16.172:http -r 192.168.7.22:http -m -w 1
-a -t 172.16.16.172:http -r 192.168.7.23:http -m -w 1
[root@centos01 ~]# systemctl stop ipvsadm <!--中止服务（清除策略）-->
[root@centos01 ~]# systemctl start ipvsadm <!---启动服务（重建规则）->

3、搭建NFS共享存储服务

NFS是一种基于TCP/IP传输的网络文件系统协议，最初由Sun公司开发。经过使用NFS协议，客户机能够像访问本地目录同样访问远程服务器中的资源，对于大多数负载均衡群集来讲，使用NFS协议来共享数据存储是比较常见的作法，NFS也是NAS存储设备必然支持的一种协议。

一、使用NFS发布共享资源

NFS服务的实现依赖于RPC机制，以完成远程到本地的映射过程。在Centos 7系统中，须要安装nfs-utils、rpcbind软件包来提供NFS共享服务，前者用于NFS共享发布和访问，后者用于RPC支持。

1）安装nfs-utils、rpcbind软件包

提供RPC支持的服务为rpcbind，提供NFS共享的服务为nfs，完成安装之后建议调整这两个服务的自启动状态，以便每次开机自动启动。手动加载NFS共享服务时，应该先启动rpcbind，再启动nfs。

[root@centos01 ~]# yum -y install nfs-utils rpcbind <!--安装所需软件包-->
[root@centos01 ~]# systemctl enable nfs<!--设置开机自动启动nfs-->
[root@centos01 ~]# systemctl enable rpcbind<!--设置开机自动启动rpcbind-->

2）设置共享目录

NFS的配置文件为/etc/exports，文件内容默认为空（无任何共享）。在exports文件中设置共享资源时，记录格式为“目录位置 客户机地址（权限选项）”。例如，若要将文件夹/opt/wwwroot共享给172.16.16.0/24网段使用，容许读写操做，具体配置以下所示：

[root@centos01 ~]# mkdir -p /opt/wwwroot <!--建立须要共享的目录-->
[root@centos01 ~]# vim /etc/exports <!--编辑NFS的配置文件，默认为空-->
/opt/wwwroot    192.168.100.0/24(rw,sync,no_root_squash)

*上述配置中“192.168.100.0/24”表示容许访问的客户机地址，能够是主机名、IP地址、网段地址、容许使用、？通配符；权限选项中的rw表示容许读写（ro为只读），sync表示同步写入，no_root_squash表示当前客户机以root身份访问时赋予本地root权限（默认是root_squash，将做为nfsnobody用户对待）。**

当须要将同一个目录共享给不一样的客户机，且分配不一样权限时，只要用空格分隔指定多个“客户机（权限选项）”便可。例如，如下操做将/var/ftp/public目录共享给两个客户机，并分别给予只读、读写权限。

[root@centos01 ~]# vim /etc/exports
/var/ftp/pub    192.168.4.11(ro) 192.168.4.110(rw)

3）启动NFS服务程序

[root@centos01 ~]# systemctl start rpcbind
[root@centos01 ~]# systemctl start nfs
[root@centos01 ~]# netstat -anptu | grep rpcbind
udp        0      0 0.0.0.0:965             0.0.0.0:*                           2064/rpcbind        
udp        0      0 0.0.0.0:111             0.0.0.0:*                           2064/rpcbind        
udp6       0      0 :::965                  :::*                                2064/rpcbind        
udp6       0      0 :::111                  :::*                                2064/rpcbind

4）查看本机发布的NFS共享目录

[root@centos01 ~]# showmount -e
Export list for centos01:
/opt/wwwroot 192.168.100.0/24
/var/ftp/pub 192.168.4.110,192.168.4.11

二、在客户端中访问NFS共享资源

NFS协议的目标是提供一种网络文件系统，所以对NFS共享的访问也使用mount命令进行挂载，对应的文件系统类型为nfs，既能够手动挂载，也能够加入fstab配置文件来实现开机自动挂载，考虑到群集系统中的网络稳定性，NFS服务器与客户机之间最好使用专有网络进行链接。

1）安装rpcbind软件包，并启动rpcbind服务

若要正常访问NFS共享资源，客户机中也须要安装rpcbind软件包，并启动rpcbind系统服务。另外，为了使用showmount查询工具，建议将nfs-utils软件包也一块儿装上。

[root@centos02 ~]# yum -y install nfs-utils rpcbind
[root@centos02 ~]# systemctl start rcpbind
[root@centos02 ~]# systemctl enable rcpbind

若是客户端已经安装了nfs-utils软件包，则客户端也可使用showmount查看NFS服务器端共享了哪些目录，查询格式为“showmount -e 服务器地址”。

[root@centos02 ~]# showmount -e 192.168.100.10
Export list for 192.168.100.10:
/opt/wwwroot 192.168.100.0/24
/var/ftp/pub 192.168.4.110,192.168.4.11

2）手动挂载NFS共享目录

以root用户身份执行mount操做，将NFS服务器共享的/opt/wwwroot目录挂载到本地目录/var/www/html。与挂载本地文件系统不一样的是，设备位置处应指出服务器地址。

[root@centos02 ~]# mount 192.168.100.10:/opt/wwwroot /var/www/html  <!--挂载到本地-->
[root@centos02 ~]# df -hT /var/www/html<!--查看是否挂载成功-->
文件系统                    类型  容量  已用  可用 已用% 挂载点
192.168.100.10:/opt/wwwroot nfs4   76G  3.7G   73G    5% /var/www/html

3）fstab自动挂载设置

修改/etc/fstab配置文件，加入NFS共享目录的挂载设置。注意将文件系统类型设为nfs,挂载参数建添加_netdev（设备须要网络）；若添加soft、intr参数能够实现软挂载，容许在网络中断时放弃挂载。这样客户端就能够在每次开机后自动挂载NFS共享资源了。

[root@centos02 ~]# vim /etc/fstab
......  <!--此处省略部份内容-->
192.168.100.10:/opt/wwwroot /var/www/html                         nfs     defaults,_netdev        0 0

完成挂载后，访问客户机的/var/www/html文件夹，就至关于访问NFS服务器中的/opt/wwwroot文件夹，其中网络映射过程对于用户程序来讲是彻底透明的。

—————— 本文至此结束，感谢阅读 ——————

相关文章
相关标签/搜索
每日一句
    每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。
本站公众号
   欢迎关注本站公众号,获取更多信息
联系我们 最近搜索 最新文章 沪ICP备13005482号-10 MyBatis教程 SQL 教程 MySQL教程 Java 教程 Thymeleaf 教程 Hibernate教程 Spring教程 Redis教程