LVS负载均衡群集的了解与基本配置

Posted 2020-10-22

前言：

今天要给大家介绍的是LVS群集，在企业中应用非常广泛，是为了实现负载均衡，

提高服务器的工作效率，当其中有服务器发生故障的时候也不会影响客户的访问。

 

一、群集技术概述

1、群集的含义

来源于英文单词‘Cluster’，集群、群集，表示一群、一串的意思，

用在服务器领域，由多台主机构成，但对外只表现为一个整体。

 

2、负载均衡的分层结构

第一层: 负载调度器（Load Balancer或称Director）：是群集系统的唯一入口，

        对外使用所有服务器共有的虚拟ip地址，通常会配置主从两台调度器实现热备份，

        确保高可用性。

第二层：服务器池（Server Pool）：由大量真实服务器构成，也就是提供各种服务的服务器，

        例如，web服务器，ftp服务器，数据库服务器等，只处理调度器分发过来的客户机请求。

第三层：共享存储：为服务器中的所有节点体重稳定、一致的文件存取服务，确保整个集群的统一性。

        主要存储服务器池中应用程序的数据，一般会采用NAS或者SAN设备，

 我们今天就使用NFS（Network File System，网络文件系统）搭建一台nas服务器，

 工作中也可以购买硬件NAS和SAN。

 

3、负载均衡的工作模式

1）地址转换（Network Address Translation）：简称NAT模式，负载均衡调度器作为网关，

   服务器和负载调度器在同一个私有网络，安全性较好（优于其他两种方式）。

2）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，

   不再经过负载调度器，服务器的节点分散在互联网的不同位置，

   具有独立的共有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（Direct Routing）：简称DR模式，采用半开放式的网络结构，

   与TUN模式类似，但各节点不是分散在各地，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，

   相对其他两种这种方式应用的较多。

以上三种模式中，NAT方式只需要一个公网地址，从而成为最容易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是采用这种方式，性比较而言，

DR模式和TUN模式的负载能力更强大，使用范围更广，但节点的安全性要稍差一些。

二、LVS虚拟服务器

LVS（Linux VIrtualServer）是linux内核的一部分，由我国的章文嵩博士在1998年5月创建，

也是极少数由中国人开发的优秀软件之一，基于IP地址虚拟化应用，

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的解决方法。

LVS默认编译为ip_vs模块，在centos系统中，我们可以直接手动加载ip_vs模块，

并查看当前系统中ip_vs模块的版本信息，命令如下：

[[email protected] ~]#  modprobe  ip_vs    //加载ip_vs模块

[[email protected] ~]#  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

  ->  RemouteAddress:Port  Forward  Weight  ActiveConn InActConn

1、LVS的负载调度算法

1）轮询（Round Robin）：将收到的访问请求按顺序轮流分配给群集中的各节点，

   均等的对待每一台服务器，不管服务器的连接数和系统负载。

2）加权轮询（Weighted Round Robin）：也是轮流分配，但是可以自动查询各节点的负载情况，

   并动态调整权重，让处理性能强的服务器承担更多的访问流量。

3）最少连接（Least Connections）：根据连接数分配，优先分配给连接数量最少的节点。

4）加权最少连接（Weighted Least Connections）：权重高的节点将承担更大比例的活动连接负载。

2、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，通过调用ip_vs模块来添加、删除服务器节点，

查看群集的运行状态。在centos系统中，需要手动安装。

 

[[email protected] ~]#  yum  -y  install  ipvsadm    //安装ipvsadm软件包

其它的命令接下来会用一个综合实验给大家说明，这样思路比较清晰。

 

3、NFS共享存储服务

1）NFS（Network File System）即网络文件系统，基于TCP/IP网络共享资源，

   是FreeBSD支持的文件系统中的一种。在NFS的应用中，

   本地NFS的客户端应用可以透明地读写位于远端NFS服务器上的文件，

   就像访问本地文件一样。

2）NFS与openfiler、nas、san设备相似，都是属于存储设备。

   其实NFS就是一种nas存储，在exsi上也可以使用NFS作为存储。

3）NFS服务的实现依赖于RPC（Remote Process Call）远端过程调用机制，

   以完成远程到本地的映射过程。

4）在centos系统中，需要安装 nfs-utils（用于NFS共享发布和访问）、

   rpcbind（用于RPC支持）软件包来提供NFS共享服务。