集群架构简介
一、集群架构介绍
集群就是指一组（若干个）相互独立的计算机，利用高速通信网络组成的一个较大的计算机服务系统，每个集群节点都是运行各自服务的独立服务器。这些服务器之间可以彼此通信，协同向用户提供应用程序、系统资源和数据，并以单一系统的模式加以管理。
集群架构的特点：
1. 高并发，大流量：面对高并发用户大量访问
2. 持续服务，高可用：系统7*24小时不间断服务
3. 海量数据：需要存储、管理海量数据，需要使用大量服务器
4. 用户分布广泛，网络情况复杂
二、集群架构组成说明
1. 基本架构组成：（用于让用户进行访问）
前端服务部分：
1）网站用户
是一个访问者，请求访问网站页面
2）防火墙设备
对访问架构用户进行策略控制，正常访问网站用户，可以放行进入；非法人员（黑客）访问网站，禁止进入
3）交换机（外网）
提供架构中服务器相互通讯交流的需求（提供外部人员访问）
4）负载均衡服务器
对用户的访问请求进行调度处理
5）网站web服务器
对用户的请求进行响应处理
后端服务部分：
1）交互机（内网）
提供架构中服务器相互通讯交流的需求（提供内部局域网服务器通讯交流）
2）数据库服务器
主要用于存储用户提交文字（字符串）数据信息
3）存储服务器
主要用于存储用户上传视频 音频 图片 附件等数据资料
4）备份服务器
主要用于对用户存储（上传）数据信息进行统一备份管理
5）缓存服务器
主要用于存储用户经常访问的数据信息，提升请求数据信息的响应效率
2. 扩展架构组成：（用于让运维人员远程管理架构中的服务器）
1）运维人员
可以远程管理架构中服务器
2）审计-跳板机服务器
用于监管内部运维人员操作记录信息，一旦出现架构问题，可以快速定位问题原因，进行相应人员失误问责
3）批量管理服务器
通过批量管理服务器可以批量管理架构中多台服务器，提升工作效率
4）监控服务器
用于监控管理架构中的服务器运行情况，一旦出现问题进行发送告警给相关运维管理人员
三、集群架构搭建规划
服务器及服务规划说明
主机地址及主机名规划
安装及配置路径等规划
1. 基础企业集群架构规划，各个服务器架构功能规划如下：
2. 网站集群搭建顺序规划
3.主机IP及主机名规划
一般企业对主机IP的规划为10网段
4.安装及配置路径等规划
5.集群架构系统基础环境准备
1）安装CentOS 7.6 64bit操作系统，修改网卡为eth0和eth1命名模式，并添加2块网卡
2）第一块网卡eth0配置为NAT模式【模拟公网环境】，网段为10.0.0.0网段（企业一般规划为10网段）
3）第二块网卡eth1配置为LAN区段模式【模拟局域网环境】，网段为172.16.1.0网段
虚拟软件主机虚拟网络配置
第一步：在虚拟软件中配置虚拟局域网
配置虚拟网段信息，以及虚拟网关信息
第二步：在虚拟软件中虚拟机添加网卡
虚拟主机中设置了两块网卡：
eth0：nat模式网卡
eth1：LAN区段网卡（区段名称为 172.16.1.0/24）注：此网段为内网网段，无需配置默认网关和DNS
第三步：在虚拟软件中虚拟机网卡配置
使用命令nmtui命令设置网卡
四、集群架构系统优化
1. 基础优化
1）规范功能目录
创建存储软件目录（/server/tools），创建存储脚本目录（/server/scripts）
mkdir -p /server/tools
mkdir -p /server/scripts
2) 配置hosts解析信息
设置本地服务主机名称与ip地址映射关系
cp /etc/hosts{,.bak}
cat >>/etc/hosts<<EOF
172.16.1.5 lb01
172.16.1.6 lb02
172.16.1.7 web01
172.16.1.8 web02
172.16.1.9 web03
172.16.1.51 db01
172.16.1.31 nfs01
172.16.1.41 backup
172.16.1.61 m01
EOF
3）修改主机名称
hostnamectl set-hostname backup
4）更新yum源信息
使用yum源地址
wget -O /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo
安装RHEL/CentOS官方源不提供的软件包
wget -O /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo
yum clean all
yum makecache
yum repolist
5）优化安全设置
对于内网环境，部分安全方面的设置是必需的，可以进行关闭，避免不必要的安全策略影响系统服务的正常运行。
关闭selinux
getenforce （查看状态）
sed -i.bak 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config
grep SELINUX=disabled /etc/selinux/config
setenforce 0 （临时关闭）
getenforce （查看状态）
关闭firewalld防火墙
systemctl status firewalld （查看状态）
systemctl stop firewalld （关闭防火墙）
systemctl status firewalld
注：通知系统防火墙功能，只是针对局域网内部的机器关闭，连接外网服务设备还需开启
6）精简开机启动程序
设置一些不必要的软件为不随系统开机自动运行，只将一些必须运行的服务程序，设置为开机自动启动
systemctl list-unit-files |grep enable|egrep -v "sshd.service|crond.service|NetworkManager.service|irqbalance.service|rsyslog.service"|awk '{print "systemctl disable", $1}' |bash
systemctl list-unit-files |grep enable
企业生产最小化原则：
安装软件包最小化；用户权限最小化；目录文件权限最小化；自启动服务最小化；服务运行用户最小化
7）设置普通用户提权操作（可选优化）
useradd test
echo 123456|passwd --stdin test
cp /etc/sudoers /etc/sudoers.ori
echo "test ALL=(ALL) NOPASSWD: ALL " >>/etc/sudoers
tail -1 /etc/sudoers
visudo -c
8）设置系统字符集（可选优化）
cat /etc/locale.conf
cp /etc/locale.conf{,.ori}
localectl set-locale LANG="zh_CN.UTF-8"
9）时间同步设置
在服务架构中，有时需要进行主备连接，或者服务端和客户端的链接，连接可能涉及数据信息的同步，而同步时就需要借用系统时间生成时间戳，判断周期性同步的间隔，如果同步服务器之间的时间不统一，可能会造成同步终端间数据同步异常。
设置定时任务，进行每5分钟进行时间同步一次
yum install ntpdate -y
echo "#crond-id-0001:time sync by test" >> /var/spool/cron/root
echo '*/5 * * * * /usr/sbin/ntpdate pool.ntp.org >/dev/null 2>&1' >>/var/spool/cron/root
crontab -l
10）提升命令行操作安全性（可选优化）
设置会话超时时间
设置命令行历史记录保留的行数
设置命令行历史记录格式
设置历史记录文件保留个数
echo "export TMOUT=300" >>/etc/profile
echo "export HISTSIZE=1000" >>/etc/profile
echo "export HISTFILESIZE=1000" >>/etc/profile
echo 'export HISTTIMEFORMAT="`whoami` %F %T"' >>/etc/profile
tail -5 /etc/profile
source /etc/profile
11）加大文件描述符（句柄数）
ulimit -SHn 65535 （临时加大文件描述符）
永久生效：echo '* - nofile 65535 ' >> /etc/security/limits.conf
tail -1 /etc/security/limits.conf
12）优化系统内核参数
内核参数一般配置在/etc/sysctl.conf内核文件中，利用sysctl -p命令使之内核文件中，修改的内容生效。
13）安装系统常用软件
CentOS 7安装的企业运维常用基础工具包如下：
yum install tree nmap dos2unix lrzsz nc lsof wget tcpdump htop iftop iotop sysstat nethogs psmisc net-tools bash-completion vim-enhanced
14）优化SSH远程连接效率
配置远程连接SSH配置文件，使之连接效率更高，连接更安全
sed -i.bak 's@#UseDNS yes@UseDNS no@g;s@^GSSAPIAuthentication yes@GSSAPIAuthentication no@g' /etc/ssh/sshd_config
systemctl restart sshd
15）锁定关键系统文件优化
对关键系统账号文件和启动文件进行锁定，防止用户篡改。
16）清理系统版本信息
说明：系统对外显示的信息越少越好
17）为GRUB增加密码
为了防止别人进入单用户模式破解密码，可以添加GRUB密码
grub2-setpassword
cat /boot/grub2/user.cfg
18）禁止用户ping服务器的ip地址
禁止用户ping服务器IP地址的目的也是让黑客用户以为服务器停机或者不可用，或禁止返回有效信息
echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/icmp_echo_ignore_all
2. 扩展优化（可选）
1）优化系统提示符（可根据个人喜好选择）
2）定义系统别名
简化常用的命令，提升工作效率
3）修改yum.conf文件配置信息
将yum.conf中的keepcache=0改为keepcache=1,为日后一键安装网站集群留好rpm及依赖工具包
4）自动快速配置主机名和IP地址
五、虚拟主机克隆操作
已经创建好了一台虚拟主机，可以利用创建好的虚拟主机，作为模板主机，进行架构中多台服务器的克隆创建。
第一步：调整虚拟主机网络配置信息
一清空 两删除
两删除：删除网卡（eth0 eth1）中，UUID（硬件标识信息）和HWADDR（网络mac地址）进行删除
sed -ri '/UUID|HWADDR/d' /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth[01]
一清空：清空网络规则配置文件
ls /etc/udev/rules.d
echo '>/etc/udev/rules.d/70-persistent-net.rules' >>/etc/rc.local （针对的CentOS 6）
第二步：关闭虚拟模板机
shutdown -h now
第三步：进行模板机的克隆操作
链接克隆：
优势：节省系统资源 克隆效率较高
劣势：模板主机不能出现问题，一旦模板主机失效，所有克隆主机也无法正常工作
完整克隆：
优势：模板主机和克隆主机相互独立，模板主机出现问题，克隆主机依旧可以正常使用
劣势：浪费系统资源 克隆效率较低
第四步：开启克隆后虚拟主机（一台一台开启，确认模板主机关闭），设置虚拟主机地址和网卡
# 修改主机名称
hostname backup
hostnamectl set-hostname backup
说明：主机名称需要填写为当前系统主机名，然后进行一下替换即可
# 修改主机IP地址信息
sed -i 's/200/41/g' /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth[01]
cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth[01]
# 重启网络服务，重新连接虚拟主机
systemctl restart NetworkManager
