LVS负载均衡群集理论篇

企业群集应用概述:

群集的含义
●Cluster,集群,群集

●由多台主机构成,但对外只表现为一个整体

●问题:
互联网应用中,随着站点对硬件性能,响应速度,服务稳定性,数据可靠性等要求越来越高,单台服务器力不从心
解决方法
●使用价格昂贵的小型机,大型机

●使用普通服务器构建服务群集

企业群集分类:

根据群集所针对的目标差异,可分为三种类型
●负载均衡群集

●高可用群集

●高性能运算群集

负载均衡群集

●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,高负载(LB)的整体性能

●LB的负载分配依赖于主节点的分流算法

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●将客户的需求请求过来,代理服务器会把请求分配给下面的节点去处理,当后面的一个节点突然宕机了,代理服务器会把请求转移到别的节点,让别的节点去处理

●代理服务器的工作:

  • 负责调度
  • 健康状态体检

高可用群集

●提高应用系统的可靠性,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(HA)的容错效果

●HA的工作方式包括双工和主从双工

  • 双工:一起工作
  • 主从双工:一个宕机了另一个就会去顶替

高性能运算的群集

●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,用于搭建云平台

●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

●分布式运算:将运算进行分散

负载均衡群集架构:

负载均衡的结构:

  • 第一层:负载调度器
  • 第二层:服务器池
  • 第三层:共享存储

负载均衡架构图:
在这里插入图片描述

负载均衡群集工作模式分析:

●负载均衡群集目前企业用得最多的群集类型

●群集的负载调度技术有三种模式

  • IP地址转换:NAT的地址转换,负载均衡器放在网关位置
  • IP隧道:负载均衡器放在广域网上
  • 直接路由:所有的业务节点都放在局域网里面

NAT模式

●地址转换:
Network Address Translation,简称NAT模式,用于广域网中

  • 类似于防火墙的私有网络结构,负责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
  • 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
    在这里插入图片描述

TUN模式

●IP隧道
IP Tunnel,简称TUN模式

  • 采开放式的网络结构,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,而不再经过负载调度器
  • 服务器节点分散在互联网中不同位置,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
    在这里插入图片描述

DR模式

●直连路由:
Direct Routing,简称DR模式,作用于局域网当中

  • 采用半开放式的网络结构,与TUN模式的结构类似,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
    在这里插入图片描述
    三种工作模式的区别:
    在这里插入图片描述

关于LVS虚拟服务器

●Linux Virtual Server

●针对Linux内核的负载均衡解决方案

●1998年5月,由我国的章文嵩博士创建

[root@localhost ~]# modprobe ip_vs            ##确认内核对LVS的支持
[root@localhost ~]# cat /proc/net/ip_vs

在这里插入图片描述

LVS的负载调度算法

轮询:
●将收到的访问请求按照顺序轮流分配给群集的各节点(真实服务器),均等地对待每一台服务器,而不管服务器实际的连接数和系统负载

●好处在于分配的任务很平均,坏处在于不考虑服务器实际的连接数和系统负载;只适合于理想的环境下
加权轮询:
●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,分配的请求数越多

●保证性能强的服务器承担更多的访问流量

●权重值:人为自己设置的;举例:新服务器:老服务器=3:1 也就是说前三个请求过来后会给新服务器,当第4个请求过来时会给老的服务器,按照3:1的比例分配
最少连接:
●根据真实服务器已建立的连接数进行分配,将收到的访问请求优先分配给连接数最少的节点
加权最少连接:
●在服务器节点的性能差异较大时,可以为真实服务器自动调整权重

●性能较高的节点将承担更大比例的活动连接负载

使用ipvsadm工具

●LVS群集创建管理

  • 创建虚拟服务器
  • 添加,删除服务器节点
  • 查看群集及节点情况
  • 报错负载分配策略

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转载自blog.csdn.net/Cpureman/article/details/108325212