LVM负载均衡群集

admin2024-07-04  17

一.群集基础概述

1.群集的类型

(1)负载均衡的群集:以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,获得高并发的、高负载的整体性能。例如:“DNS轮询”,“应用层交换”、“反向代理”等都可以作为负载均衡群集。LB的负载分配依赖于主节点的分流算法,将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。

(2)高可用群集:以提高应用系统的可靠性、尽可能的减少中断时间为目标,确保服务的连续性,达到高可用的容错效果。例如:“故障接环”“双机热备”“多机热备”等都属于高可用的群集技术。HA的工作方式包括双工和主从两种模式。双工即所有的节点同时在线: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到主节点。

(3)高兴能运算群集:以提高应用系统的CPU运算速度、扩展硬件资源的分析能力为目标,获得相当于大型、超级计算机的高性能运算能力。

2.负载均衡的分层架构

在典型的负载均衡群集中,包括三个层次的组件,如图所示。前端至少有一个负载调度器负责响应并分发来自客户机的访问请求;后端由大量真实服务器构成服务器池,提供实际的应用服务,整个群集的伸缩性通过增加、删除服务器节点来完成,而这些过程对于客户机来说是透明的;为了保持服务的一致性,所有节点使用共享存储设备。

LVM负载均衡群集,第1张

(1)第一层,负载调度器:这是访问整个群集的唯一入口,对外使用所有服务器公共的VIP地址。通常会配置主、备两台调度器来实现热备份,当主调度器失效以后能够平滑的替换至备用服务器,确保高可用性

(2)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,其中每个节点具有独立的RIP(真实的)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时,负载调度器的容错机制会将其隔离,等待错误排除以后再重新进如服务器池。

(3)共享存储:为服务器中所有节点提供稳定的、一致的文件存取服务,确保整个群集的统一性。在;LINUX环境中,共享存储可以使用NAS设备,或者提供NFS共享服务的专用服务器。

3.负载均衡的工作模式

关于群集的负载调度技术,可以基于IP、端口、内容等进行转发,其中基于IP的负载调度时效率最高的。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作模式,如图所示

LVM负载均衡群集,第2张

(1)地址转换:简称NAT模式,类似于防火墙的私有网路结构,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了。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)IP隧道:简称TUN模式,采用开放式网络结构,负载调度器仅作为客户机的访问入口,各节点通过各自的因特网直接回应客户机,而不再经过负载调度器。服务器节点分散在互联网的不同位置,具有独立的公网IP地址,通过公有的IP地址,通过专用的IP隧道与负载调度器相互通信。

(3)直接路由:简称DR模式,采用半开放式的网络结构,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。以上三种工作模式中,NAT方式只需要一个公网 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 模式的负载能力更加强大,适用范围更广,但节点的安全性要稍差一些。

二.构建LVS负载均衡群集

1.LVS:LINUX  Virtual   Server

针对Linux内核的负载均衡的解决方案

1998年5月,由我国章文嵩博士创建

2.实验环境构建

LVM负载均衡群集,第3张

将图中的信息配置到各虚拟主机中

(1)systemctl   stop  firewalld           //关闭防火墙

setenforce  0 

yum   -y   install  ipvsadm            //安装lvs的管理工具

ipvsadm  -v                                  //查看版本 

vim  /etc/sysctl.conf                      //编辑配置文件

net.ipv4.ip_forward=1                    

sysctl  -p                                //启动配置

ipvsadm  -C                           //清除所有集群服务

ipvsadm  -A  -t  172.16.16.172:80 -s wrr           

ipvsadm  -a  -t  172.16.16.172:80  -r 192.168.10.102:80  -m  -w 1     //-m是指定nat模式,-w是加权

ipvsadm  -a  -t  172.16.16.172:80  -r  192.168.10.103:80  -m  -w  2

ipvsadm-save              //查看集群

systemctl  enable  ipvsadm       //开启ipvsadm

注释:-s  指定调度的算法

wrr:加权轮询

lc:最小链接数

wlc:加权最小链接数

-A    添加一个新的集群服务;

-E    修改一个己有的集群服务;

-D    删除指定的集群服务;

-a    向指定的集群服务中添加RS及属性;

-e    修改RS属性;

-t    指定为tcp协议;

-u    指定为udp协议;

-s    调度方法,默认为wlc;

-w    指定权重,默认为1;

-g    Gateway, DR模型;

-i    ipip, TUN模型;

-m    masquerade, NAT模型;

-S    保存ipvsadm设定的规则策略,默认保存在/etc/sysconfig/ipvsadm中;

-R    载入己保存的规则策略,默认加载/etc/sysconfig/ipvsadm;

-C    清除所有集群服务;

-Z    清除所有记数器;

-L    显示当前己有集群服务,能通过相应的options查看不同状态信息;

-r          指定真实服务器的地址

(2)配置节点服务器

yum  -y  install   httpd                  //安装阿帕奇

systemctl    stop    firewalld

setenforce  0

yum  -y  install   nfs-utils   

vim   /var/www/html/indsx.html

写入

lvs  test1

注意:

另一台web节点的测试页面可以修改为其他文字,这样在测试时,就可以看到调度效果

vi /var/www/html/index.html

LVS test2

启动httpd服务

systemctl   start   httpd

systemctl  enable  httpd

(3)测试LVS群集

客户端访问172.16.16.172

curl  172.16.16.172    观察页面变化

(4)在LVS上查看调度信息

ipvsadm  -ln

3.NFS共享存储服务

1.实验NFS发布共享资源

(1)安装nfs-utils  rcpbind软件包

systemctl   stop  firewalld

setenforce  0

yum  -y  install   nfs-utils  rpcbind

systemctl   enable  nfs

systemctl   enable  rpcbind

mkdir  -p   /opt/wwwroot

vim  /etc/exports

/opt/wwwroot   192.168.10.0/24(rw,sync,no_root_sqush)

备注:

  • rw 可读写的权限 
  • ro 只读的权限 
  • no_root_squash 登入NFS主机,使用该共享目录时相当于该目录的拥有者,如果是root的话,那么对于这个共享的目录来说,他就具有root的权限,这个参数极不安全,不建议使用
  • root_squash 登入NFS主机,使用该共享目录时相当于该目录的拥有者。但是如果是以root身份使用这个共享目录的时候,那么这个使用者(root)的权限将被压缩成为匿名使用者,即通常他的UID与GID都会变成nobody那个身份
  • all_squash 不论登入NFS的使用者身份为何,他的身份都会被压缩成为匿名使用者,通常也就是nobody
  • sync 资料同步写入到内存与硬盘当中 
  • async 资料会先暂存于内存当中,而非直接写入硬盘 
  • insecure 允许从这台机器过来的非授权访问

(2)启动nfs服务程序

systemctl   start  rcpbind

systemctl   start   nfs

netstat   -anpt   |   grep   rcp

(3)在web节点上挂载nfs

yum  -y  Install   nfs-utiils

mount  -t  nfs  192.168.10.105:/opt/wwwroot    /var/www/html

(4)在nfs上创建测试网页

vim   /var/www/html/index.html

web01

(5)Linux做客户端可以用一下代码做测试

for  -i  in  $(seq  10);do 172.16.16.172:done

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