CentOS7Linux中服务器LVS负载均衡、高可用集群搭建(NAT、DR);
集群
声明
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集群概念
一组相互独立又相互依赖的,通过网络连接的由计算机组,以单一的模式进行管理,为对方提供服务,对于用户来说,用户会认为对方是一个服务。
DIP:用来和后端服务器进行数据交互的IP
CIP:客户端的IP
VIP:是域名解析的IP,是集群对外的公网IP
RIP:真实服务器的IP
节点:一组计算机组中的一台就是集群的一个节点。
集群特性
可伸缩性、可靠性、可管理性。
Web服务器并发相应瓶颈
- 向上扩展/纵向扩展:加CPU、加内存、加带宽、加SSD。
- 向外扩展/横向扩展:加服务器,使用多台服务器同时为用户提供服务。
向外扩展:就是集群
集群的分类
- 负载均衡(Load Balance)集群,简称LB
- 高可用(High Availability)集群,简称HA
- 高性能(High Perfermance)集群,简称HPC
LB实现方法:
- 硬件:-F5负载均衡器
- 软件:-LVS(4层,传输层)、Nginx(7层,应用层)
LVS集群
LVS是Linux Virtual Server的缩写,即Linux虚拟服务器,是一个虚拟的服务器集群系统。根据iptables的实现开发的,使用方法和iptables类似。
官网地址:http://www.linuxvirtualserver.org/
中文站点: http://zh.linuxvirtualserver.org/
负载调度器
分发器(Load Balancer Director):整个集群对外的最前端,负责接收用户请求,并且根据自己的调度算法,将请求转发到后端的真实服务器上的动作,而用户认为服务是来自一个IP地址(虚拟地址VIP)上的。
服务器池
Server Pool:真正为用户提供服务的服务器,每一台就是一台RS(Real Server),执行的服务有Web, Mail, FTP, DNS等。
共享存储
Shared Storaged为RS保持相同内容,提供数据的一致性,也就是说,它为服务器池提供一个共享的存储区,这样很容易使得服务器池拥有相同的内容,提供相同的服务。
LVS负载均衡的三种模式
- NAT(网络地址映射)
- IP Tunneling(IP隧道)
- Direct Routing(直接路由)
不同的转发模式决定了不同的Cluster(群)的网络结构。
NAT:网络地址转换
DNAT:目标地址转换,改变的是目标地址
SNAT:源地址转换,改变的是原地址
LVS-NAT:使用的就是SNAT和DNAT完成包的转发。
NAT模式工作原理:
客户端访问调度器时,调度器通往网络地址转换,重写请求报文的目标地址,根据预设的调度算法,将请求分发给后端RS服务器,RS服务器的相应报文通过调度器时,报文的源地址被重写,再返回给用户,完成整个负载调度过程。
优点:
NAT方式支持任何操作系统,以及私有网络,并且只需要一个Internet IP 地址。
缺点:
执行NAT每次需要重写包,有一定的延迟,对负载均衡器的压力大。
搭建LVS-NAT集群
节点声明:
配置LVS-NAT集群:
harry63配置成分发器:
1、打开路由转发功能
[root@harry63 ~]# vim /etc/sysctl.conf
改:net.ipv4.ip_forward = 0
为:net.ipv4.ip_forward = 1
让配置生效:
[root@harry63 ~]# sysctl -p
2、配置网络环境:
添加一个网卡(需要两张网卡), 配置成以下网络环境:
eth0 192.168.1.63 模式:br0 模拟公网
eth1 192.168.2.63 模式:vmnet4 模拟内网
Director分发器:需不需要开启80(服务的)端口 ?
1.4.5 安装: LVS管理工具: ipvsadmin
[root@harry63 Packages]# pwd
/mnt/Packages
[root@harry63 Packages]# rpm -ivh ipvsadm-1.25-9.el6.x86_64.rpm
或:
yum install ipvsadm
1.4.6 使用ipvsadm命令设置规则:
[root@harry63 ~]# ipvsadm -A -t 192.168.1.63:80 -s rr rr代表轮循
选项:
-A 添加虚拟服务器
-t 表示TCP的服务 VIP:PORT
-s 指定调度算法 rr表示round-robin 轮循
[root@harry63 ~]# ipvsadm -a -t 192.168.1.63:80 -r 192.168.2.64 -m
[root@harry63 ~]# ipvsadm -a -t 192.168.1.63:80 -r 192.168.2.62 -m
选项:
-a 表示添加real server的地址
-r 指定real server的IP地址
-m 表示masquerade 也就是NAT方式的LVS
1.4.7 查看:
Ipvsadm命令,用于配置及查看内核IPVS表和算法的工具,类似于iptables
[root@harry63 ~]# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.1.63:80 rr
-> 192.168.2.62:80 Masq 1 0 0
-> 192.168.2.64:80 Masq 1 0 0
1.4.8 保存配置或规则
[root@harry63 ~]# ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm
或ipvsadm -S 保存以上的配置
Saving IPVS table to /etc/sysconfig/ipvsadm: [确定]
1.4.9 配置真实服务器
RealServer:在harry62和harry64上面配置:
准备:
1、配置IP:REAL SERVER自己的网络相关信息配置成如下:
harry62: eth0: vmnet4 : 192.168.2.62 网关: 192.168.2.63
harry64: eth0: vmnet4 : 192.168.2.64 网关: 192.168.2.63
2、配置harry64为realserver, 并启web服务
[root@harry64 ~]# yum install -y httpd
[root@harry64 ~]# systemctl restart httpd
[root@harry64 ~]# echo "192.168.2.64" > /var/www/html/index.html #(实验期间,各个服务器的页面不同)
3、配置harry62为realserver, 并启web服务
[root@harry62 ~]# yum install -y httpd
[root@harry62 ~]# systemctl restart httpd
[root@harry62 ~]# echo "192.168.2.62" > /var/www/html/index.html #(实验期间,各个服务器的页面不同)
1.4.10 测试:
在harry63上测试:
[root@harry63 ~]# yum install elinks
测试realserver :
[root@harry63 ~]# elinks 192.168.2.64
[root@harry63 ~]# elinks 192.168.2.64 --dump
192.168.2.64
[root@harry63 ~]# elinks 192.168.2.62 --dump
192.168.2.62
1.4.11 测试VIP:
[root@harry63 ~]# elinks 192.168.1.63 --dump
192.168.2.62
访问: 在物理上打开浏览器访问: 每按F5刷新一次,就会变换一个页面。
至此,NAT模式集群配置完毕。
IP Tunneling(IP隧道)
Director(分发器)分配请求到不同的Real Server,Real Server处理请求后直接回应用户。
条件:
服务器必须拥有正式的IP地址用于与客户机直接通信,并且所有服务器必须支持IP隧道协议。
优点:
提高了调度器的处理能力,允许Real Server在任何LAN或者WAN上运行,允许异地部署,容错。
Direct Routing(直接路由)
与IP Tunneling类似,负载均衡器仅处理一半的连接,同样增加了系统的可伸缩性。
1):基于mac的数据报文转发, 是效率最好的, 但是是根据交换机的MAC地址表来实现的
2):2层设备不具有路由功能, 那么广播也就不具有跨路由的功能, 所有要实现mac地址广播, 必须在同一物理网段
3):vlan具有隔离广播的功能, 所有要能处理mac地址广播, 就应该在同一个VLAN中
原理:
- client向目标vip发出请求,Director接收。
- Director分发器根据负载均衡算法选择一台active的realserver,将RIP网卡所在的mac地址作为目标mac地址发送到局域网。
- realserver在局域网中接收到这个帧。
- 如果client与VS在同一网段,那么就直接接收到回复报文,如果跨网段,则通过路由器/gateway经由Internet返回给用户。
条件:
- 所有设备应该在同一物理网段中
- 所有设备应该在同一广播域中
优点:
没有IP封装的开销。基于2层的数据报文转发,要比基于3层的网络转发效率高。在LVS的所有模式中,效率最好。
缺点:
所有服务器都必须在一个物理网段。
全部服务器都为公网IP地址,可以直接和客户端通信。
DR集群搭建
待更新...
环境声明
DIP 192.168.0.64
VIP 192.168.0.46
RIP1: 192.168.0.66
RIP2: 192.168.0.67
# 配置虚拟IP
负载均衡
LB负载均衡分为两类:LVS(四层)和nginx或者haproxy
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