Cluster概念
1、系统扩展方式：
Scale UP：向上扩展,增强
Scale Out：向外扩展,增加设备，调度分配问题，Cluster
2、Cluster：集群,为解决某个特定问题将多台计算机组合起来形成的单个系统
3、Linux Cluster类型：
· LB：Load Balancing，负载均衡
· HA：High Availiablity，高可用，SPOF（single Point Of failure）单点失败问题
MTBF:Mean Time Between Failure 平均无故障时间
MTTR:Mean Time To Restoration（ repair）平均恢复前时间
A=MTBF/（MTBF+MTTR） (0,1)：99%, 99.5%, 99.9%, 99.99%, 99.999%
4、 HPC：High-performance computing，高性能 www.top500.org
5、分布式系统：
分布式存储：云盘
分布式计算：hadoop，Spark
Cluster分类
1、 LB Cluster的实现
2、 硬件
F5 Big-IP
Citrix Netscaler
A10 A10
3、 软件
lvs：Linux Virtual Server #网络层，不具备健康性检查，由ldirectord实现
nginx：支持七层调度
haproxy：支持七层调度
ats：apache traffic server，yahoo捐助
perlbal：Perl 编写
pound
4、基于工作的协议层次划分：
传输层（通用）：DPORT
LVS：
nginx：stream
haproxy：mode tcp
应用层（专用）：针对特定协议，自定义的请求模型分类
proxy server：
http：nginx, httpd, haproxy(mode http), …
fastcgi：nginx, httpd, …
mysql：mysql-proxy, …
Cluster相关
1、会话保持：负载均衡
(1) session sticky：同一用户调度固定服务器 #黏住
Source IP：LVS sh算法（对某一特定服务而言）
Cookie #应用层
(2) session replication：每台服务器拥有全部session #复制
session multicast cluster
(3) session server：专门的session服务器
Memcached，Redis
2、HA集群实现方案
keepalived:vrrp协议
ais:应用接口规范
heartbeat
cman+rgmanager(RHCS)
coresync_pacemaker
LVS介绍
1、LVS：Linux Virtual Server，负载调度器，集成内核(阿里章文嵩所写,已被linus集成到内核中)
官网：http://www.linuxvirtualserver.org/
VS: Virtual Server，负责调度
RS: Real Server，负责真正提供服务
L4：四层路由器或交换机
2、 工作原理：VS根据请求报文的目标IP和目标协议及端口将其调度转发至某RS，根据调度算法来挑选RS
3、iptables/netfilter：
iptables：用户空间的管理工具
netfilter：内核空间上的框架
流入：PREROUTING –> INPUT #在INPUT上做工作进行调度
流出：OUTPUT –> POSTROUTING
转发：PREROUTING –> FORWARD –> POSTROUTING
DNAT：目标地址转换； PREROUTING
LVS概念
·lvs集群类型中的术语：
·VS：Virtual Server，Director Server(DS)
·Dispatcher(调度器)，Load Balancer
·RS：Real Server(lvs), upstream server(nginx) backend server(haproxy)
·CIP：Client IP
·VI: Virtual serve IP VS外网的IP
·DIP: Director IP VS内网的IP
·RIP: Real server IP
·访问流程：CIP <–> VIP == DIP <–> RIP
·lvs: ipvsadm/ipvs
ipvsadm：用户空间的命令行工具，规则管理器
用于管理集群服务及RealServer
ipvs：工作于内核空间netfilter的INPUT钩子上的框架
·lvs集群的类型：
lvs-nat：修改请求报文的目标IP,多目标IP的DNAT
lvs-dr：操纵封装新的MAC地址
lvs-tun：在原请求IP报文之外新加一个IP首部
lvs-fullnat：修改请求报文的源和目标IP
lvs-nat模式
[root@cos7 boot ]#grep -i -C10 ipvs /boot/config-3.10.0-862.el7.x86_64
Cluster概念1、lvs-nat：
本质是多目标IP的DNAT，通过将请求报文中的目标地址和目标端口修改为某挑 出的RS的RIP和PORT实现转发
（1）RIP和DIP应在同一个IP网络，且应使用私网地址；RS的网关要指向DIP
（2）请求报文和响应报文都必须经由Director转发，Director易于成为系统瓶颈
（3）支持端口映射，可修改请求报文的目标PORT
（4）VS必须是Linux系统，RS可以是任意OS系统
如图
LVS-DR模式
1、LVS-DR：Direct Routing，直接路由，LVS默认模式,应用最广泛,通过为请求报文重新封装一个MAC首部进行转发，源MAC是DIP所在的接口的MAC，目标MAC是某挑选出的RS的RIP所在接口的MAC地址；源IP/PORT，以及目标IP/PORT均保持不变
（1） Director和各RS都配置有VIP
（2） 确保前端路由器将目标IP为VIP的请求报文发往Director
2、在前端网关做静态绑定VIP和Director的MAC地址
3、在RS上使用arptables工具
arptables -A IN -d $VIP -j DROP
arptables -A OUT -s $VIP -j mangle –mangle-ip-s $RIP
4、在RS上修改内核参数以限制arp通告及应答级别
/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
（3）RS的RIP可以使用私网地址，也可以是公网地址；RIP与DIP在同一IP网络； RIP的网关不能指向DIP，以确保响应报文不会经由Director
（4）RS和Director要在同一个物理网络
（5）请求报文要经由Director，但响应报文不经由Director，而由RS直接发往 Client
（6）不支持端口映射（端口不能修败）
（7）RS可使用大多数OS系统
图
主机的回环网卡
主机1
ip a a 1.1.1.1/32 dev lo
route add default dev eth0
主机2
ip a a 1.1.1.2/32 dev lo
route add default dev eth0
ping -I 1.1.1.1 1.1.1.2
tcpdump -nn icmp
vs理论上可以不配置默认路由，但实际需要配置