LVS負載均衡群集（理論）

群集的含義

Cluster，集群，群集
由多臺主機構(gòu)成，但對外只表現(xiàn)為一個整體

在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，隨著站點對硬件性能，相應(yīng)速度，服務(wù)穩(wěn)定性，數(shù)據(jù)可靠性等要求越來越高，單臺服務(wù)器力不從心

解決方法：

使用價格昂貴的小型機，大型機
使用普通服務(wù)器構(gòu)建服務(wù)群集

企業(yè)群集分類

根據(jù)群集所針對的目標差異，可分為三種類型

負載均衡群集
高可用群集
高性能運算群集

負載均衡群集

?以提高應(yīng)用系統(tǒng)的響應(yīng)能力，盡可能處理更多的訪問請求，減少延遲為目標，獲得高并發(fā)，高負載LB）的整體性能
?LB的負載分配依賴于主節(jié)點的分流算法

高可用群集

?以提高應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性，盡可能的減少中斷時間為目標，確保服務(wù)的連續(xù)性，達到高可用（HA）的容錯效果
?HA的工作方式包括雙工和主從兩種模式

高性能運算群集

?以提高應(yīng)用系統(tǒng)的CPU運算速度，擴展資源和分析能力為目標，獲得相當于大型，超級計算機的高性能運算（HPC）能力
?高性能運算群集的高性能依賴于“分布式運算”，“并行計算”，通過專用硬件和軟件將多個服務(wù)器的CPU，內(nèi)存等資源整合在一起，實現(xiàn)只有大型，超級計算機才具備的計算能力

負載均衡群集工作模式分析

負載均衡群集是目前企業(yè)用的最多的群集類型

群集的負載調(diào)度技術(shù)有三種工作模式：

地址轉(zhuǎn)換
IP隧道
直接路由

NAT模式

TUN模式

DR模式

負載均衡群集結(jié)構(gòu)

負載均衡的結(jié)構(gòu)：

第一層，負載調(diào)度器
第二層，服務(wù)器池
第三層，共享服務(wù)

關(guān)于LVS虛擬服務(wù)器

確認內(nèi)核對LVS的支持：

modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs

LVS的負載調(diào)度算法

輪詢：

?將受到的訪問請求按照順序輪流分配給群集中的各節(jié)點（真實服務(wù)器），均等的對待每一臺服務(wù)器，而不管服務(wù)器實際的連接數(shù)和系統(tǒng)負載

加權(quán)輪詢：

?根據(jù)真實服務(wù)器的處理能力輪流分配收到的訪問請求，調(diào)度器可以自動查詢各節(jié)點的負載情況，并動態(tài)調(diào)整其權(quán)重
?保證處理能力強的服務(wù)器承擔(dān)更多的訪問流量

最少連接：

?根據(jù)真實服務(wù)器已建立的連接數(shù)進行分配，將收到的請求優(yōu)先分配給連接數(shù)最少的節(jié)點

加權(quán)最少連接：

?在服務(wù)器節(jié)點的性能差異較大的情況下，可以為真實服務(wù)器自動調(diào)整權(quán)重
?權(quán)重較高的節(jié)點將承擔(dān)更大比例的活動連接負載

使用ipvsadm工具

LVS群集創(chuàng)建與管理

1，創(chuàng)建虛擬服務(wù)器
2，添加，刪除服務(wù)器節(jié)點
3，查看群集及節(jié)點情況
4，保存負載分配策略

LVS-DR中的ARP問題

在LVS-DR負載均衡集群中，負載均衡器與節(jié)點服務(wù)器都要配置相同的VIP地址

在局域網(wǎng)中具有相同的IP地址，勢必會造成各服務(wù)器ARP通信的紊亂

?當一個ARP廣播發(fā)送到LVS-DR群集時，因為負載均衡器和節(jié)點服務(wù)器都是連接到相同的網(wǎng)絡(luò)上的，他們都會接受到ARP廣播
?此時只有前端的負載均衡器進行響應(yīng)，其他節(jié)點服務(wù)器不應(yīng)該響應(yīng)ARP廣播

對節(jié)點服務(wù)器進行處理，使其不響應(yīng)針對VIP的ARP請求

使用虛接口lo:0承載VIP地址
設(shè)置內(nèi)核參數(shù)arp_ignore=1:系統(tǒng)只響應(yīng)目的IP為本地IP的ARP請求

路由器收到ARP請求后，將更新ARP表項

原有的VIP對應(yīng)的Director的MAC地址會被更新為VIP對應(yīng)RealServer的MAC地址

keepalived實現(xiàn)原理

keepalived采用vrrp熱備份協(xié)議，實現(xiàn)Linux服務(wù)器的多機熱備功能
vrrp，虛擬路由冗余協(xié)議，是針對路由器的一種備份解決方案

keepalivd案列講解

keepalived可實現(xiàn)多機熱備，每個熱備組有多臺服務(wù)器，最常用的就是雙機熱備
雙機熱備的故障切換是由虛擬IP地址的漂移來實現(xiàn)，適用于各種應(yīng)用服務(wù)器