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在互联网应用中#xff0c;随着站点对硬件的性能、响应速度、服务稳定性、数据可靠性等要求越来越高#xff0c;单台服务器越来越力不从心
集群的含义
Cluster#xff0c;集群也叫群集由多台主机构成#xff0c;但对外只表现为一个整体
集群分类
类型
负载均衡集…集群
在互联网应用中随着站点对硬件的性能、响应速度、服务稳定性、数据可靠性等要求越来越高单台服务器越来越力不从心
集群的含义
Cluster集群也叫群集由多台主机构成但对外只表现为一个整体
集群分类
类型
负载均衡集群高并发高可用集群避免单点故障高性能运算集群
负载均衡集群Load Balance Cluster
提高应用系统的响应能力因可能处理更多的访问请求、减少延迟为目标获得高并发、高负载LB的整体性能LB的负载均衡依赖于主节点的分流算法
高可用集群High Availability Cluster
以提高系统的可靠性尽可能地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HA的工作方式包括双工和主从两种模式
高性能运算集群High Performance Computer Cluster
以提高应用系统的CPU运算速度、扩展硬件资源和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HPC能力高性能依赖于分布式运算、并行计算通过专用硬件和软件将多个服务器的CPU、内存等资源整合在一起实现只有大型、超级计算机才具备的计算能力
负载均衡集群架构
第一层负载调度器Load Balancer或Director
当用户向服务器发送一个访问请求时不让用户直接访问服务器而是访问一个独立的调度器服务器它的任务是接收用户的访问请求把请求按照调度策略分配给后端的服务器调度器不负责数据的解析只是一个中转站因此调度器的并发能力很强
第二层服务器池Server Pool
调度器分配请求的目的地就是服务器池负责向用户提供服务在集群中服务器池内的任意一个单台服务器都可以单独运行业务产品只是压力比负载均衡的环境更大而已
第三层共享存储Share Storage
让服务器池中的每个Web服务器都挂载同一个存储池假如网站内容更新不需要在每个Web服务器上都更新一遍
结构 LVS集群的工作模式
本次只演示地址转换的示例步骤
负载均衡集群是目前企业用的最多的集群类型集群的负载调度技术有三种工作模式 地址转换IP隧道直接路由
NAT模式 Network Address Translation简称NAT模式类似于防火墙的私有网络结构负载调度器作为所有服务器节点的网关作为外网的访问入口内网的应答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他两种方式外网的请求和内网的响应都需要经过调度器所以内网服务器的网关地址应该是调度器针对中小型的集群环境
源地址和目标地址转换的过程
当外网客户端访问业务而发送请求时调度器根据策略选择一个可用的后端服务器来处理请求然后调度器通过DNAT把目标地址转换为后端服务器的地址并传递给该服务器后端服务器收到请求后生成响应然后返回给调度器此时响应的源地址是后端服务器的IP地址调度器收到响应后通过SNAT把源地址修改为自己与外网通信的公有IP地址然后返回给客户端
DR模式直接路由 Direct Routing简称DR模式采用半开放式的网络结构与TUN模式的结构类似但内网服务器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内网服务器通过本地网络连接不需要建立专用的IP隧道因为调度器只接收外网的请求内网服务器的响应则是直接由网关路由出去所以减轻了调度器的压力针对大规模集群
源地址和目标地址转换的过程
当外网客户端需要访问业务而发送请求时通过DNAT修改目标地址为调度器的地址然后传递给内网调度器调度器收到请求后根据调度策略选择一个可用的后端服务器再通过DNAT把目标地址转换为内网服务器的地址然后把请求传递给内网服务器内网服务器收到请求后生成响应直接返回给网关此时的源地址是内网服务器的IP地址网关收到后端服务器的响应后进行SNAT地址转换把源地址转换为网关的公有IP地址然后返回给客户端
TUN模式IP隧道 IP Tunnel简称TUN模式采用开放式的网络结构调度器和内网设备不在同一物理网络负载调度器仅作为外网的访问入口内网服务器通过各自的Internet连接直接回应外网请求而不再经过调度器服务器节点分散在互联网中的不同位置具有独立的公网IP地址通过专用IP隧道与负载调度器相互通信由于调度器和服务器都部署在公网所以它们之间的通信都通过ip-ip的加密算法来加密通信
源地址和目标地址转换的过程
外网请求首先到达调度器的外网接口调度器收到这些请求后根据预设的路由规则将请求打包封装进IP隧道中然后发送到内网数据在IP隧道中传输时隧道设备会将原始数据包头部封装这个头部包含的是隧道设备的公共IP地址和内网目标服务器的私有IP地址当内网服务器收到请求后生成响应响应首先到达隧道设备。隧道设备会解析响应去除隧道头部然后根据记录的信息将响应返回到发起请求的外网客户端外网客户端最终接收到的响应来自调度器因为调度器会将来自内网服务器的响应经过隧道的IP地址转换使得外网客户端看到的是调度器的公共IP地址作为源地址。 调度算法 轮询Round Robin 将受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的对待每一台服务器而不管服务器实际的连接数和系统负载 加权轮询Weighted Round Robin 根据调度器设置的权重值来分发请求权重值高的节点优先获得任务分配的请求书越多保证性能强的服务器承担更多的请求数量 LVS常用选项 选项 说明 -s 指定调度算法 rr轮询 wrr加权轮询 lc最小链接数 wlc加权最小连接数 -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 -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 -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 -r 指定后端服务器的地址
