LVS负载均衡集群

目录

一，企业集群应用概述

1，为什么需要使用集群

2，企业集群分类

3，三种类型介绍

二，负载均衡集群架构

1，负载均衡的结构

2,负载均衡集群工作模式分析

3，NAT模式（地址转换）

4，TUN模式（ip隧道）

5，DR模式（直接路由）

三，LVS负载调度算法

四，LVS的管理工具ipvsadm

ipvsadm工具的选择

一，企业集群应用概述

1，为什么需要使用集群

雪崩

当没有做负载均衡的时候，nginx服务器将动态请求代理到tomcat上，但是没有tomcat的请求次数是有限的，如果超过请求的次数，那么tomcat服务器就是出现崩溃，造成雪崩的情况。

集群的含义

Cluster ，集群，群集

由多台主机构成，但对外只表现为一整体

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，单台服务器力不从心

解决办法

使用价格昂贵的小型机，大型机

使用普通服务器构建服务集

2，企业集群分类

1，根据集群所针对的目标差异，可分为三种类型

• 负载进行集群；通过负载均衡，分流策略进行。
• 高可用集群；HA表示高可用，使用vrrp协议，可以做到冗余，备份，缓解解决了单点故障
• 高性能运算集群：微服务，将一个应用拆分为一个个模块，进行分别处理

VRRP特点；

VRRP协议:
备份、冗余
根据优先级进行飘逸VIP一》VIP干嘛的有什么好处(飘逸地址)（热备组）
1、根据优先级选出主-备关系
2、主-备之间，可以以ping的方式检测对方的心跳(心跳线)
3、当主异常-》主优先级下降一-》 当低于备的优先级一-》 VIP地址的飘逸
PS:VIP地址特性:只会存在于同一.个热备组中优先级最高的设备上
以上是抢占模式
VIP 好处》VIP占用。个ipv4地址常规情况下，Vip占用的ipv4的地址也是不可重复的
1，因为是虚拟IP，所以可以保护后端的真实IP
2，VIP特性之一是可飘逸，相对于服务器的网卡IP而言，服务器的网卡IP是没法飘逸，当该节点发生故障，导致不可访问时只能等待修复后，重新提供该网卡的ip，但是VIP具有根据优先级进行飘逸的特性，所以只要在同一个热备组中，有服务器存活，就可以进行飘逸，不会影响对外暴露IP、提供服务。

3，三种类型介绍

负载均衡集群----LB

• 提高应用系统的响应能力，尽可能处理更多的访问请求，减少延时为目标，获得高并发，高负债的整体性能。
• LB的负载分配依赖于主节点的分流算法。
• 以nginx和2个tomcat组合举例：当第一批客户端访问nginx动态时，使用负载均衡，将客户访问页面请求平均分发到两个tomcat上，过了一段时间有第二批客户来访，此时第一批某些客户访问结束，但是两个tomcat所剩的连接数不一定是一样的，那么此时第二批客户的请求分发时，就不能再使用第一次以轮询的方式分发，而是根据后台tomcat连接数进行分发。
   

高可用集群-----HA

• 提高应用系统的CPU运算速度，苦战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
• 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。

二，负载均衡集群架构

1，负载均衡的结构

• 第一层：负载调度器（Load Balancer 或 Director）
• 第二层：服务器池（Server Pool）
• 第三层：共享存储（Share Storage）

2,负载均衡集群工作模式分析

负载均衡群集是目前企业中用的最多的群集类型

群集的负载调度技术有三种工作模式

• 地址转换------------------ NAT地址映射
• ip隧道---------------隧道模式叠加网络
• 直接路由————DR NAT

3，NAT模式（地址转换）

• NetworkAddress 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，安全性要优于其它两种方式。

4，TUN模式（ip隧道）

• IP Tunel。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，而不再经过负载的调度器。

• 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地址哦，通过专用IP隧道与负载调度器相互通信

5，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

三，LVS负载调度算法

1，轮询

将收到的访问请求按照顺序轮流分配给集群中的各节点（真实服务器）均等地分配给每一台服务器，不管服务器实际的连接数和系统负载

2，加权算法

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

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

在服务器节点的性能差异较大时，可以为真实服务器指定调整权重

性能较高的节点将承担更大的比例活动连接负载，

四，LVS的管理工具ipvsadm

ipvs（ip virtual servcer）：LVS是基于内核态的netfilter 框架实现的IPVS功能，工作在内核态。用户配置VIP等相关信息并传递到IPVS就需要用得到ipvsadm工具。

ipvsadm ：ipvsadm是LVS用户态的配套工具，可以实现VIP和RS的增删改查功能，是基于netlink或raw socket方式与内核LVS进行通信的，如果LVS类比喻netfilter，那ipvsadm就是类似于iptables工具的地位

作用

• 主要用于服务器的负载均衡
• 工作在网络层，可实现高性能，高可用的服务器群集技术
• 廉价，可把许多低性能的服务器组合在一起形成一个超级服务器
• 易用，配置简单，有多种负载均衡的方法。
• 稳定可靠，即使在集群的服务器中某台服务器无法正常工作，也不影响整体效果。
• 可扩展性好。

LVS相关术语

ipvsadm工具的选择