Linux下群集服务简介&lvs集群详解

 Linux下集群服务简介&LVS详解

 Linux下集群服务简介：

Cluster

LB:Load Balancing,负载均衡

HA ：High Availability ，高可用

HP ：High Performance，高性能

负载均衡集群目的是提供和节点个数成正比的负载能力，这种集群很适合提供大访问 量的Web服务。负载均衡集群每每也具备必定的高可用性特色。

高可用性集群运行于两个或多个节点上，目的是在系统出现某些故障的状况下，仍能继续对外提供服务。高可用性集群的设计思想就是要最大限度地减小服务中断时间。这类集群中比较著名的有Turbolinux TurboHA、Heartbeat、Kimberlite等。

      高性能集群 对一种服务而言不具备负载均衡功能，它能够提升整个系统的可靠性，但不能增长负载的能力。固然，高可用性集群能够运行多种服务，并适当分配在不一样节点上，好比节点A提供Oracle服务，同时节点B提供Sybase服务，这也能够当作是某种意义上的负载均衡，不过这是对多种服务的分配而言。 简单的说，高性能计算(High-Performance Computing)是计算机科的一个分支，它致力于开发超级计算机，研究并行算法和开发相关软件。

Director:

4层：TCP/IP port（相似DNAT）

应用层：5/7  代理服务器

LVS： Linux Virtual Server（章文嵩）

LVS：ipvsadm/ipvs

1.    定义虚拟服务器

ip1:80  s  rr

2.    ip1:80  -r  server1

ip2:80   -r   server2

HA  高可用性

HA ：High Availability ，高可用

通常性：99.9%

关键性：99.999%

节点：

2 个节点     active - à standby      active- à active

RHCS         redhat aluster suite   100 个节点     n/m模式

arp 缓存 控制信息     心跳线 （双绞线 光纤 串行线）

群集分裂 （split-brain）      

解决方法： stonith（电源交换机，ssh，meatware）fence机器模块设备

共享存储：

Ø das ： 直接附加存储  scsi 磁盘柜

Ø nas ： 网络附加存储   samba nfs 文件级的共享 效率低

Ø san ： 存储区域网络   fc-san（光纤） ip-san（iscsi：ip）效率高

群集文件系统   redhat：gfs2  oracle：ocfs2

故障转移：

故障转移域

多个节点：群集工做票数：quorum   dc

2 个节点：仲裁磁盘（100M）心跳线

实现方式：

heartbeat    v1  v2  v3

群集资源：

群集ip，服务进程（服务脚本） 存储

压力测试工具：ab –c 100 –n 1000 http://172.16.100.1/index.html

 

Linux下集群服务之LVS详解：

1.LVS简介：

LVS是Linux Virtual Server的简写，意即Linux虚拟服务器，是一个虚拟的服务器集群系统。本项目在1998年5月由章文嵩博士成立，是中国国内最先出现的自由软件项目之一。

目前有三种IP负载均衡技术（VS/NAT、VS/TUN和VS/DR）；

十种调度算法（rrr|wrr|lc|wlc|lblc|lblcr|dh|sh|sed|nq）。

2.LVS的三种实现技术：

一、        经过NAT实现虚拟服务器（VS/NAT）

特色：

Ø IP DIP必须在同一网段，并且必须为私有地址

Ø  IP 为RIP的default gateway

Ø  irector 很容易会成为整个网络的瓶颈点

Ø  IP 可支持端口映射

二、        经过直接路由实现虚拟服务器（VS/DR）

特色：

Ø RIP DIP必须在同一网段，都没必要是私有地址，

Ø  IP 直接给CIP回复，directory只须要处理请求数据，这样的工做效率将成倍的提升，解决了LVM-NAT的瓶颈问题。不能进行端口映射

Ø  IP 不支持端口映射。服务必须使用默认的端口

Ø  理员能够直接经过Internet链接到RIP对服务器进行配置。但这里同时也存在着来自Internet的网络安全隐患

三、        经过IP隧道实现虚拟服务器（VS/TUN）

特色：

Ø IP DIP 都必须为公网地址，DIP RIP之间数据经过网络Internet传送。

Ø  directory 和server能够再也不同一个网段，能够跨越地区，其余的都和LVM-DR形式的同样。

Ø  其耗资源，投资较大。

3.LVS的调度算法：

在内核中的链接调度算法上，IPVS已实现了如下十种调度算法：

LVS 的算法分为两大类：

静态算法：只是根据算法进行调度并不考虑后端REALSERVER的实际链接状况

* 轮叫调度（Round-Robin Scheduling）（rr）

调度器经过"轮叫"调度算法将外部请求按顺序轮流分配到集群中的真实服务器上，它均等地对待每一台服务器，而无论服务器上实际的链接数和系统负载。

* 加权轮叫调度（Weighted Round-Robin Scheduling）（wrr）

调度器经过"加权轮叫"调度算法根据真实服务器的不一样处理能力来调度访问请求。这样能够保证处理能力强的服务器处理更多的访问流量。调度器能够自动问询真实服务器的负载状况，并动态地调整其权值

* 目标地址散列调度（Destination Hashing Scheduling）（dh）

"目标地址散列"调度算法根据请求的目标IP地址，做为散列键（Hash Key）从静态分配的散列表找出对应的服务器，若该服务器是可用的且未超载，将请求发送到该服务器，不然返回空。

* 源地址散列调度（Source Hashing Scheduling）（sh）

"源地址散列"调度算法根据请求的源IP地址，做为散列键（Hash Key）从静态分配的散列表找出对应的服务器，若该服务器是可用的且未超载，将请求发送到该服务器，不然返回空。

动态算法：前端的调度器会根据后端REALSERVER的实际链接状况来分配请求

* 最小链接调度（Least-Connection Scheduling）(LC)

调度器经过"最少链接"调度算法动态地将网络请求调度到已创建的连接数最少的服务器上。若是集群系统的真实服务器具备相近的系统性能，采用"最小链接"调度算法能够较好地均衡负载。

* 加权最小链接调度（Weighted Least-Connection Scheduling）(WLC) (Default)

在集群系统中的服务器性能差别较大的状况下，调度器采用"加权最少连接"调度算法优化负载均衡性能，具备较高权值的服务器将承受较大比例的活动链接负载。调度器能够自动问询真实服务器的负载状况，并动态地调整其权值。

* 最短预期延时调度（Shortest Expected Delay Scheduling）（SED）

对wlc的改进，在wlc算法的基础上给权重值加一，主要用来针对某个服务器活动连接数值为0状况

* 不排队调度（Never Queue Scheduling）（NQ）

基于SED算法的改进，不排队。Never Queue从不排队，若第二个要给没有链接数的服务器，不至于让另外一个服务器特别闲，在权重差异比较大的时候特别有用。

* 基于局部性的最少连接（Locality-Based Least Connections Scheduling）（LBLC）

基于本地的最少链接，DH算法的动态算法，会计算缓存上如今处于活动链接的。

* 带复制的基于局部性最少连接（Locality-Based Least Connections with Replication Scheduling）（LBLCR）

带复制的基于本地的最少链接，基于icp协议缓存复制来完成的。

4.IPVS命令用法：

ipvsadm 

-A|E –t|u   vip:port  -s SCHEDULING(方法)

-d -D| -t|u       vip:port

-a | e -t|u  vip:port  -g|i|m  (模式 dr，tun，nat)

ipvsadm -A|E -t|u|f service-address [-s scheduler]

[-p [timeout]] [-M netmask]

ipvsadm -D -t|u|f service-address

ipvsadm -C

ipvsadm -R

ipvsadm -S [-n]

ipvsadm -a|e -t|u|f service-address -r server-address

[-g|i|m] [-w weight] [-x upper] [-y lower]

ipvsadm -d -t|u|f service-address -r server-address

ipvsadm -L|l [options]

ipvsadm -Z [-t|u|f service-address]

ipvsadm --set tcp tcpfin udp

ipvsadm --start-daemon state [--mcast-interface interface]

[--syncid syncid]

ipvsadm --stop-daemon state

ipvsadm -h

-A——add-service在内核的虚拟服务器表中添加一条新的虚拟服务器记录。也就是增长一台新的虚拟服务器。
-E ——edit-service 编辑内核虚拟服务器表中的一条虚拟服务器记录。
-D ——delete-service 删除内核虚拟服务器表中的一条虚拟服务器记录。
-C ——clear清除内核虚拟服务器表中的全部记录。
-R ——restore恢复虚拟服务器规则

-S ——save 保存虚拟服务器规则，输出为-R 选项可读的格式

-a ——add-server 在内核虚拟服务器表的一条记录里添加一条新的真实服务器记录。也就是在一个虚拟服务器中增长一台新的真实服务器

-e ——edit-server 编辑一条虚拟服务器记录中的某条真实服务器记录

-d ——delete-server 删除一条虚拟服务器记录中的某条真实服务器记录

-L|-l ——list 显示内核虚拟服务器表

-Z ——zero虚拟服务表计数器清零（清空当前的链接数量等）
——set tcp tcpfin udp 设置链接超时值

——start-daemon启动同步守护进程。他后面能够是master 或backup，用来讲明LVS Router 是master 或是backup.在这个功能上也能够采用keepalived 的VRRP 功能。
——stop-daemon 中止同步守护进程

-h ——help显示帮助信息其余的选项：-t ——tcp-service service-address 说明虚拟服务器提供的是tcp 的服务[vip：port] or [real-server-ip：port] -u ——udp-service service-address 说明虚拟服务器提供的是udp 的服务[vip：port] or [real-server-ip：port] -f ——fwmark-service fwmark 说明是通过iptables 标记过的服务类型。
-s ——scheduler scheduler 使用的调度算法，有这样几个选项rr|wrr|lc|wlc|lblc|lblcr|dh|sh|sed|nq，默认的调度算法是： wlc. -p ——persistent [timeout] 持久稳固的服务。这个选项的意思是来自同一个客户的屡次请求，将被同一台真实的服务器处理。timeout 的默认值为300 秒。
-M ——netmask netmask persistent granularity mask

-r ——real-server server-address真实的服务器[Real-Server：port]

-g ——gatewaying指定LVS 的工做模式为直接路由模式（也是LVS 默认的模式）
-i ——ipip 指定LVS 的工做模式为隧道模式-m ——masquerading 指定LVS 的工做模式为NAT 模式-w ——weight weight 真实服务器的权值——mcast-interface interface 指定组播的同步接口-c ——connection 显示LVS 目前的链接 如：ipvsadm -L -c——timeout 显示tcp tcpfin udp 的timeout 值 如：ipvsadm -L ——timeout——daemon 显示同步守护进程状态——stats 显示统计信息——rate 显示速率信息——sort 对虚拟服务器和真实服务器排序输出——numeric -n 输出IP 地址和端口的数字形式

压力测试工具：ab –c 100 –n 1000 http://172.16.100.1/index.html 

LVS-DR模型