負(fù)載均衡群集含義及工作模式概述

下文給大家?guī)?a title="負(fù)載均衡" target="_blank" href="http://www.kemok4.com/slb/">負(fù)載均衡群集含義及工作模式概述，希望能夠給大家在實(shí)際運(yùn)用中帶來一定的幫助，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)來做一個(gè)解答。

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，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(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)建服務(wù)群集

• 

企業(yè)群集分類

根據(jù)群集所針對(duì)的目標(biāo)差異，可分為三種類型

• 負(fù)載均衡群集

• 高可用群集

• 高性能運(yùn)算群集

1、負(fù)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(qǐng)求，減少延遲為目標(biāo)，獲得高并發(fā)，負(fù)載L B )的整體性能

• LB的負(fù)載分配依賴于主節(jié)點(diǎn)的分流算法

2、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(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

3、高性能運(yùn)算群集

• 以提高應(yīng)用系統(tǒng)的CPU運(yùn)算速度,擴(kuò)展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于“分布式運(yùn)算”，"并行計(jì)算” ，通過專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)用的最多的群集類型

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

1、NAT模式

地址轉(zhuǎn)換：

• 簡稱NAT模式,類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)，即作為客戶機(jī)的訪問入口，也是各節(jié)點(diǎn)回應(yīng)客戶機(jī)的訪問出口

• 服務(wù)器節(jié)點(diǎn)使用私有IP地址,與負(fù)載調(diào)度器位于同一一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)，安全性要優(yōu)于其他兩種方式

2、TUN模式

IP隧道(IP Tunnel)

• 簡稱TUN模式，采用開放式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，負(fù)載調(diào)度器僅作為客戶機(jī)的訪問入口，各節(jié)點(diǎn)通過各自的Internet連接直接回應(yīng)客戶機(jī)，而不再經(jīng)過負(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，通過專用IP隧道與負(fù)載調(diào)度器相互通信

3、DR模式

直接路由(Direct Routing)

• 簡稱DR模式，采用半開放式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),與TUN模式的結(jié)構(gòu)類似，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)器通過本地網(wǎng)絡(luò)連接,不需要建立專用的IP隧道

負(fù)載均衡群集結(jié)構(gòu)

負(fù)載均衡的結(jié)構(gòu)：

• 第一層，負(fù)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(rèn)內(nèi)核對(duì)LVS的支持：

modprobe ip_vs

cat /proc/net/ip_vs

LVS的負(fù)載調(diào)度算法

1、輪詢：

• 將受到的訪問請(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)， 均等的對(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

2、加權(quán)輪詢：

• 根據(jù)真實(shí)服務(wù)器的處理能力輪流分配收到的訪問請(qǐng)求，調(diào)度器可以自動(dòng)查詢各節(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)更多的訪問流量

3、最少連接：

• 根據(jù)真實(shí)服務(wù)器已建立的連接數(shù)進(jìn)行分配,將收到的請(qǐng)求優(yōu)先分配給連接數(shù)最少的節(jié)點(diǎn)

4、加權(quán)最少連接：

• 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

• 1，創(chuàng)建虛擬服務(wù)器

• 2，添加，刪除服務(wù)器節(jié)點(diǎn)

• 3，查看群集及節(jié)點(diǎn)情況

• 4，保存負(fù)載分配策略

LVS-DR中的ARP問題

在LVS-DR負(fù)載均衡集群中，負(fù)載均衡器與節(jié)點(diǎn)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(huì)造成各服務(wù)器ARP通信的紊亂

• 當(dāng)一個(gè)ARP廣播發(fā)送到LVS-DR群集時(shí)，因?yàn)樨?fù)載均衡器和節(jié)點(diǎn)服務(wù)器都是連接到相同的網(wǎng)絡(luò)上的,他們都會(huì)接受到ARP廣播

• 此時(shí)只有前端的負(fù)載均衡器進(jìn)行響應(yīng)，其他節(jié)點(diǎn)服務(wù)器不應(yīng)該響應(yīng)ARP廣播

對(duì)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器進(jìn)行處理，使其不響應(yīng)針對(duì)VIP的ARP請(qǐng)求

• 使用虛接口10:0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(qǐng)求

路由器收到ARP請(qǐng)求后，將更新ARP表項(xiàng)

原有的VIP對(duì)應(yīng)的Director的MAC地址會(huì)被更新為VIP對(duì)應(yīng)RealServer的MAC地址

keepalived實(shí)現(xiàn)原理

• keepalived采用vrrp熱備份協(xié)議，實(shí)現(xiàn)Linux服務(wù)器的多機(jī)熱備功能

• vrrp，虛擬路由冗余協(xié)議，是針對(duì)路由器的一種備份解決方案

keepalivd案列講解

• keepalived可實(shí)現(xiàn)多機(jī)熱備，每個(gè)熱備組有多臺(tái)服務(wù)器，最常用的就是雙機(jī)熱備

• 雙機(jī)熱備的故障切換是由虛擬IP地址的漂移來實(shí)現(xiàn)，適用于各種應(yīng)用服務(wù)器

看了以上關(guān)于負(fù)載均衡群集含義及工作模式概述，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。