目录
一、群集的概念
1、群集的定义
2、群集的问题
3、群集的分类
4、负载调度工作模式
5、LVS负载调度算法
6、ipvsadm工具
二、负载均衡工作模式NAT的部署
1、环境配置
2、部署nfs服务器
3、配置节点服务器
4、配置负载调度器
5、验证效果
一、群集的概念
1、群集的定义
（1）Cluster，集群、群集
（2）由多台主机构成，但对外只表现为一个整体，只提供一个访问入口(域名或IP地址)，相当于一台大型计算机。
2、群集的问题
互联网应用中，随着站点对硬件性能、响应速度、服务稳定性、数据可靠性等要求越来越高，单台服务器已经无法满足负载均衡及高可用的要求。
解决的问题
（1）使用价格昂贵的小型机、大型机
（2）使用多台相对廉价的普通服务器构建服务群集
通过整合多台服务器，使用LVS来达到服务器的高可用和负载均衡，并以同一个IP地址对外提供相同的服务。
在企业中常用的一种群集技术——LVS (Linux Virtual Server，Linux虚拟服务器)
3、群集的分类
1、负载均衡群集(Load Balance Cluster)
（1）提高应用系统的响应能力、尽可能处理更多的访问请求、减少延迟为目标，获得高并发、高负载(LB)的整体性能。
（2）LB的负载分配依赖于主节点的分流算法，将来自客户机的访问请求分担给多个服务器节点，从而缓解整个系统的负载
2、高可用群集 (High Availability Cluster)
（1）提高应用系统的可靠性、尽可能地减少中断时间为目标，确保服务的连续性，达到高可用(HA) 的容错效果。
（2）HA的工作方式包括双工和主从两种模式，双工即所有节点同时在线；主从则只有主节点在线，但当出现故障时从节点能自动切换为主节点。
例如：“故障切换”、“双机热备” 等。
3、高性能运算群集(High Performance Computer Cluster)
（1）以提高应用系统的CPU运算速度、扩展硬件资源和分析能力为目标，获得相当于大型、超级计算机的高性能运算(HPC)能力。
（2）高性能依赖于"分布式运算”、“并行计算” ， 通过专用硬件和软件将多个服务器的CPU、内存等资源整合在一起，实现只有大型、超级计算机才具备的计算能力。例如，“云计算”、“网格计算”等。
4、负载调度工作模式
（一）、NAT模式
地址转换
● Network Address Translation，简称NAT模式
● 类似于防火墙的私有网络结构，负载调度器作为所有服务器节点的网关，即作为客户机的访问入口，也是各节点回应客户机的访问出口
● 服务器节点使用私有IP地址，与负载调度器位于同一个物理网络，安全性要优于其他两种方式
（二）、TUN模式
IP隧道
IP Tunnel,简称TUN模式
采用开放式的网络结构，负载调度器仅作为客户机的访问入口，各节点通过各自的Internet连接直接回应客户机，而不再经过负载调度器
服务器节点分散在互联网中的不同位置,具有独立的公网IP地址，通过专用IP隧道与负载调度器相互通信
（三）、DR模式
直接路由
Direct Routing，简称DR模式
采用半开放式的网络结构，与TUN模式的结构类似，但各节点并不是分散在各地，而是与调度器位于同一个物理网络
负载调度器与各节点服务器通过本地网络连接，不需要建立专用的IP隧道
5、LVS负载调度算法
1、轮询(Round Robin)
将收到的访问请求按照顺序轮流分配给群集中的各节点(真实服务器) ,均等地对待每一台服务器 ，而不管服务器实际的连接数和系统负载
2、加权轮询 (Weighted Round Robin)
根据调度器设置的权重值来分发请求，权重值高的节点优先获得任务，分配的请求数越多
保证性能强的服务器承担更多的访问流量
3、最少连接 (Least Connections )
根据真实服务器已建立的连接数进行分配，将收到的访问请求优先分配给连接数最少的节点
4、加权最少连接(Weighted L east Connections )
在服务器节点的性能差异较大时，可以为真实服务器自动调整权重
性能较高的节点将承担更大比例的活动连接负载
6、ipvsadm工具
ipvsadm功能与选项说明
（1）-A
添加虚拟服务器
（2）-D
删除整个服务器
（3）-s
指定调度负载算法
（4）-a
添加真实服务器
（5）-d
删除某一个节点
（6）-t
指定vip地址及tcp端口
（7）-r
指定RIP地址及tcp端口
（8）-m
表示使用nat群集模式
（9）-g
表示使用DR模式
（10）-i
表示使用TUN模式
（11）-w
使用权重
（12）-p60
表示长时间连接60秒
（13）-l
列表查看 LVS 虚拟服务器（默认为查看所有）
（14）-n
以数字形式显示地址、端口等信息，常与“-l”选项组合使用。ipvsadm -ln
二、负载均衡工作模式NAT的部署
1、环境配置
（1）nfs服务器
ip地址：192.168.222.30 centos 4
（2）web服务器 1
ip地址 ：192.168.222.20 centos 3
（3）web服务器2
ip地址 ：192.168.222.100 centos 2
（4）负载均衡器
ip地址 ：192.168.222.10 （内网） 12.0.0.1 （外网） centos1
2、部署nfs服务器
1、安装nfs服务
yum -y install nfs-utils rpcbind
2、开启服务
systemctl start rpcbind.service
systemctl start nfs.service
3、创建共享目录
mkdir /opt/abc
mkdir /opt/def
4、给共享目录设置权限
chmod 777 /opt/abc
chmod 777 /opt/def
5、编写共享策略
vim /etc/exports
/usr/share *(ro,sync)
/opt/abc 192.168.222.0/24(rw,sync)
/opt/def 192.168.222.0/24(rw,sync)
6、发布共享
exportfs -rv
3、配置节点服务器
（1）web 1
1、安装httpd服务
yum install -y httpd
2、挂载共享目录
mount 192.168.222.30:/opt/abc /var/www/html
3、修改网卡的网关
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
GATEWAY=192.168.222.10
#DNS1=114.114.114.114
systemctl restart network
（2）web服务器 2
1、安装httpd服务
yum install -y httpd
2、开启httpd
systemctl start httpd
3、挂载nfs共享目录
mount 192.168.222.30:/opt/def /var/www/html
4、修改网卡配置
GATEWAY=192.168.222.10
#DNS1=8.8.8.8
5、重启网卡
systemctl restart network
4、配置负载调度器
1、安装ipvsadm
yum install -y ipvsadm*
2、添加一块网卡，配置ens37
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
vim ifcfg-ens33
#GATEWAY=192.168.222.2
#DNS1=114.114.114.114
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens37
vim ifcfg-ens37
NAME=ens37
#UUID=8299b8b6-baad-4742-b790-9c76078b5fe8
DEVICE=ens37
IPADDR=12.0.0.1
3、打开路由转发
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward=1
sysctl -p
4、做防火墙策略
1、查看策略
iptables -t nat -nL
2、删除策略
iptable -F
3、制定策略
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.222.0/24 -o ens37 -j SNAT --to 12.0.0.1
4、查看设置的策略
iptables -t nat -nL
5、加载LVS内核模块
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
6、开启ipvsadm服务
ipvsadm-save >/etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm
7、清空策略
ipvsadm -C
8、制定策略
制作轮询规则
ipvsadm -A -t 12.0.0.1:80 -s rr
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.222.20:80 -m
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.222.100:80 -m
9、开启服务
ipvsdam
10、查看服务策略
ipvsadm -nl
5、测试效果
