|NO.Z.00001|——————————|Applications|——|LBC&HAC&HPC集群V.1|

一、集群化

### --- 集群概述

~~~		集群是什么
~~~		集群的分类
~~~		负载均衡集群——LBC
~~~		高可用集群——HAC
~~~		高性能运算集群——HPC

### --- 负载均衡集群

~~~		LVS相关原理
~~~		LVS工作方式
~~~		LVS_DB模式
~~~		LVS_NAT模式
~~~		LVS_TUN模式

### --- LVS实验构建

~~~		LVS_NAT模式
~~~		LVS_DR模式集群构建

### --- 负载均衡集群相关调度算法

~~~		静态调度算法
~~~		动态调度算法

### --- LVS持久连接

~~~		持久客户端连接
~~~		持久端口连接
~~~		持久防火墙标记连接

### --- 高可用集群
~~~		keepalived相关说明
~~~		软件相关介绍
~~~		软件实现原理

### --- Keepalived+LVS高可用实验构建

~~~		实验构建设计图
~~~		实验构建代码

### --- eartBeat+Nginx实验构建

~~~		实验构建说明
~~~		实验代码构建

二、集群概述

### --- 集群是什么

~~~		定义：一组协同工作的服务器，各有分工，对外表现为一个整体
~~~		集群的意义：更好的利用现有资源实现服务的高度可用
~~~		集群扩展方式：
~~~		垂直扩展：更换服务器硬件
~~~		水平扩展：添加更多的服务器节点

1、常见的集群拓扑

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三、集群分类：负载均衡集群_LBC 

1、负载均衡集群_LBC 

### --- 使用意图：
~~~		减轻单台服务器的压力，将用户请求分担给多台主机一起处理

### --- 实现方法：
~~~		软件：LVS    RAC Nginx
~~~		硬件：F5    BIG-IP

2、负载均衡集群架构拓扑

3、调度器分类：

### --- 触发条件不同
~~~		四层：传输层 IP+PORT
~~~		七层：应用层 URL

### --- 实现原理不同
~~~		四层：TCP连接只建立一次，客户端和正式服务器
~~~		七层：TCP连接建立两次，客户端和负载调度器，负载调度器和真实服务器

### --- 实现场景不同
~~~		四层：TCP应用 如：基于C/S机构的ERP系统
~~~		七层：HTTP应用 如：根据用户访问域名的方式，判断用户语言

### --- 安全性不同
~~~		四层：转发SYN攻击
~~~		七层：可以拦截SYN攻击
### --- 使用范围：业务并发较大的应用程序	

四、集群分类：高可用集群_HAC

### --- 使用意图：
~~~		最大限度的保证用户应用的持久，不间断的提供服务

### --- 最大限度：
~~~		99%                  99                     87.6小时
~~~		99.9%                999                    8.8小时
~~~		99.99%               9999                   53分钟
~~~		99.999%              99999                  5分钟

### --- 实现原理：

~~~		心跳检测

### --- 实现方法：

### --- 软件：
~~~		heartbeat    linux-HA
~~~		RHCS
~~~		ROSE
~~~		Keepalived

### --- 硬件：
~~~		F5

### --- 特殊情况：脑分裂

~~~		可以出现的问题：数据不完整，数据不可访问
~~~		解决方法：预防：冗余、强制隔离、电源交换机
### --- 使用范围：需要持续提供服务的应用程序

五、集群分类：高性能运算集群_HPC

### --- 使用意图：
~~~		提供单台计算机所不具备的计算能力

### --- LBC与HAC的原理对比：
~~~		负载均衡集群通过提高单位时间内执行的任务数来提升效率
~~~		高性能运算集群通过缩短单个任务的执行时间来提高效率

### --- 使用范围：
~~~		天气计算、火箭弹道演算

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六、负载均衡集群

1、LVS相关原理

### --- LVS相关原理

### --- LVS组成：
~~~		IPVS：运行在内核空间
~~~		IPVSADM：运行在用户空间，管理集群服务端的命令行工具

### --- LVS的原理：
~~~		根据用户请求的套接字判断，分流至真实服务器的工作模块

### --- LVS工作方式：
~~~		工作模式：LVS-DR模式

七、工作模式：LVS-DR模式

1、工作逻辑图

2、模式特点

### --- 模式特点：

~~~		集群节点：必须在一个网络中
~~~		真实服务器网关指向路由器
~~~		RIP既可以是私网地址，又可以是公网地址
~~~		负载调度器只负责入站请求
~~~		大大减轻负载调度器压力，支持更多的服务器节点

八、工作模式：LVS-NAT模式：

1、模式特点

### --- 模式特点：

~~~		集群节点，必须在同一个网络中
~~~		真实服务器必须将网关指向负载调度器
~~~		RIP通常都是私有IP，仅用于各个集群节点通信
~~~		负载调度器必须位于客户端和真实服务器之间，充当网关
~~~		支持端口映射
~~~		负载调度器操作系统必须是Linux，真实服务器可以使用任意系统

2、工作逻辑图：LVS-TUN模式

3、模式特点：

### --- 模式特点：

~~~		集群节点不必位于统一个物理网络但必须都拥有公网IP（或都可以被路由）
~~~		真实服务器不能将网关指向负载调度器
~~~		RIP必须是公网地址
~~~		负载调度器只负责入站请求
~~~		不支持端口映射功能
~~~		发送方和接收方必须支持隧道功能

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Walter Savage Landor:strove with none,for none was worth my strife.Nature I loved and, next to Nature, Art:I warm'd both hands before the fire of life.It sinks, and I am ready to depart

                                                                                                                                                   ——W.S.Landor

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