LVS負(fù)載均衡群集含義、分類(lèi)及工作模式詳細(xì)介紹

下文給大家?guī)?lái)LVS負(fù)載均衡群集含義、分類(lèi)及工作模式詳細(xì)介紹，希望能夠給大家在實(shí)際運(yùn)用中帶來(lái)一定的幫助，負(fù)載均衡涉及的東西比較多，理論也不多，網(wǎng)上有很多書(shū)籍，今天我們就用億速云在行業(yè)內(nèi)累計(jì)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)做一個(gè)解答。

企業(yè)群集應(yīng)用概述

群集的含義

• Cluster，集群、群集
• 由多臺(tái)主機(jī)構(gòu)成，但對(duì)外只表現(xiàn)為一個(gè)整體

在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，隨著站點(diǎn)對(duì)硬件性能、響應(yīng)速度、服務(wù)穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)可靠性等要求越來(lái)越高，單臺(tái)云服務(wù)器力不從心

• 解決方法
  • 使用價(jià)格昂貴的小型機(jī)、大型機(jī)
  • 使用普通服務(wù)器構(gòu)建群集

企業(yè)群集分類(lèi)

根據(jù)群集針對(duì)的目標(biāo)差異，可分為三種類(lèi)型

• 負(fù)載均衡群集
• 高可用群集
• 高性能運(yùn)算群集

負(fù)載均衡群集 (Load Balance Cluster)

• 以提高應(yīng)用系統(tǒng)的影響能力、盡可能處理更多的訪問(wèn)請(qǐng)求、減少延遲為目標(biāo)，獲得高并發(fā)、高負(fù)載（LB）的整體性能
• LB的負(fù)載分配依賴(lài)于主節(jié)點(diǎn)的分流算法

高可用群集 (High Availability Cluster)

• 以提高應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性、盡可能地減少中斷時(shí)間為目標(biāo)，確保服務(wù)的連續(xù)性，達(dá)到高可用（HA）的容錯(cuò)效果
• HA的工作方式包括雙工和主從兩種模式

高性能運(yùn)算群集(High Performance Computer Cluster)

• 以提高應(yīng)用系統(tǒng)的CPU運(yùn)算速度、擴(kuò)展硬件資源和分析能力為目標(biāo)，獲得相當(dāng)于大型、超級(jí)計(jì)算機(jī)的高性能運(yùn)算（HPC）能力
• 高性能運(yùn)算群集的高性能依賴(lài)于“分布式運(yùn)算”、“并行計(jì)算”，通過(guò)專(zhuān)用硬件和軟件將多個(gè)服務(wù)器的CPU、內(nèi)存等資源整合在一起，實(shí)現(xiàn)只有大型、超級(jí)計(jì)算機(jī)才具備的計(jì)算能力

負(fù)載均衡群集工作模式分析

負(fù)載均衡群集是目前企業(yè)用得最多的群集類(lèi)型

• 群集的負(fù)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

• 地址轉(zhuǎn)換（Network Address Translation）
  • 簡(jiǎn)稱(chēng)NAT模式，類(lèi)似于防火墻的私有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，負(fù)載調(diào)度器作為所有服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)關(guān)，即作為客戶(hù)機(jī)的訪問(wèn)入口，也是各節(jié)點(diǎn)回應(yīng)客戶(hù)機(jī)的訪問(wèn)出口
  • 服務(wù)器節(jié)點(diǎn)使用私有IP地址，與負(fù)載調(diào)度器位于同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)，安全性要優(yōu)于其他兩種方式

TUN模式

• IP隧道(IP Tunnel)
  • 簡(jiǎn)稱(chēng)TUN模式，采用開(kāi)放式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，負(fù)載調(diào)度器僅作為客戶(hù)機(jī)的訪問(wèn)入口，各節(jié)點(diǎn)通過(guò)各自的Internet連接直接回應(yīng)客戶(hù)機(jī)，而不再經(jīng)過(guò)負(fù)載調(diào)度器
  • 服務(wù)器節(jié)點(diǎn)分散在互聯(lián)網(wǎng)中的不同位置，具有獨(dú)立的公網(wǎng)IP地址，通過(guò)專(zhuān)用IP隧道與負(fù)載調(diào)度器相互通信

DR模式

• 直接路由(Direct Routing)
  • 簡(jiǎn)稱(chēng)DR模式，采用半開(kāi)放式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，與TUN模式的結(jié)構(gòu)類(lèi)似，但各節(jié)點(diǎn)并不是分散在各地，而是與調(diào)度器位于同一一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)
  • 負(fù)載調(diào)度器與各節(jié)點(diǎn)服務(wù)器通過(guò)本地網(wǎng)絡(luò)連接，不需要建立專(zhuān)用的IP隧道

負(fù)載均衡群集架構(gòu)

負(fù)載均衡的結(jié)構(gòu)

• 第一層，負(fù)載調(diào)度器(Load Balancer或Director)
• 第二層，服務(wù)器池(Server Pool)
• 第三層，共享存儲(chǔ)(Share Storage)
  

關(guān)于LVS虛擬服務(wù)器

Linux Virtual Server

• 針對(duì)Linux內(nèi)核的負(fù)載均衡解決方案
• 1998年5月，由我國(guó)的章文嵩博士創(chuàng)建

• [root@localhost ~]# modprobe ip_vs    //確認(rèn)內(nèi)核對(duì)LVS的支持
  [root@localhost ~]# cat /proc/net/ip_vs
  IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
  Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn

  LVS的負(fù)載調(diào)度算法

• 輪詢(xún)(Round Robin)
  • 將收到的訪問(wèn)請(qǐng)求按照順序輪流分配給群集中的各節(jié)點(diǎn)(真實(shí)服務(wù)器)均等地對(duì)待每一臺(tái)服務(wù)器，而不管服務(wù)器實(shí)際的連接數(shù)和系統(tǒng)負(fù)載
• 加權(quán)輪詢(xún)(Weighted Round Robin)
  • 根據(jù)真實(shí)服務(wù)器的處理能力輪流分配收到的訪問(wèn)請(qǐng)求，調(diào)度器可以自動(dòng)查詢(xún)各節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況，并動(dòng)態(tài)調(diào)整其權(quán)重
  • 保證處理能力強(qiáng)的服務(wù)器承擔(dān)更多的訪問(wèn)流量
• 最少連接(Least Connections)
  • 根據(jù)真實(shí)服務(wù)器已建立的連接數(shù)進(jìn)行分配，將收到的訪問(wèn)請(qǐng)求優(yōu)先分配給連接數(shù)最少的節(jié)點(diǎn)

• 加權(quán)最少連接(Weighted L east Connections)

  • 在服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的性能差異較大的情況下，可以為真實(shí)服務(wù)器自動(dòng)調(diào)整權(quán)重
  • 權(quán)重較高的節(jié)點(diǎn)將承擔(dān)更大比例的活動(dòng)連接負(fù)載

  使用ipvsadm工具

  LVS群集創(chuàng)建與管理

• 創(chuàng)建虛擬服務(wù)器
• 添加，刪除服務(wù)器節(jié)點(diǎn)
• 查看群集及節(jié)點(diǎn)情況
• 保存負(fù)載分配策略

• 看了以上關(guān)于LVS負(fù)載均衡群集含義、分類(lèi)及工作模式詳細(xì)介紹，如果大家還有什么地方需要了解的可以在億速云行業(yè)資訊里查找自己感興趣的或者找我們的專(zhuān)業(yè)技術(shù)工程師解答的，億速云技術(shù)工程師在行業(yè)內(nèi)擁有十幾年的經(jīng)驗(yàn)了。