linux LVS负载均衡集群
摘要：高并发时需要高性能的服务器，集群可以很好的增加服务器的性能，完成高并发的处理。
目录
一、集群概念
二、集群应用场景
三、集群分类
四、负载均衡集群架构
五、集群工作模式
六、LVS虚拟服务器
七、LVS负载调度算法
八、总结
一、集群概念
1.集群概念
多台主机构成一个整体，每个主机有自己的配置，对外以一个主机展示只提供一个访问入口。有高可用性，安全性，正常访问时其中的一台为主服务器，其他为备服务器，当主出现问题，备服务器直接抢占主服务器。
2.集群原因
问题：时代发展，服务器需要更高的性能，需要多cpu，内存，安全性，响应速度，服务器稳定性，现在单个服务器无法满足需求。
解决方案：（1）添加需要的设备，例如：缺cup，加cpu。
（2）购买性能强的主机。
总结：性能需求越来越大，解决方法成本过高，需要集群方法。
二、集群应用场景
1.应用场景
（1）当高并发时，服务器需要高性能，此时集群可以胜任。
（2）企业中保持数据安全性，有集群时可以保证服务不会停止，主服务器出现问题，备服务器可以直接顶上。
三、集群分类
1.集群分类
（1）负载均衡器（F5硬件负载均衡，SLB软件负载均衡）
（2）高可用（VRRP，解决单点故障）
（3）高性能（分布式）
四、负载均衡集群架构
1.集群架构
（1）负载调度器（nginx）
（2）服务器池（后端服务器）
（3）共享存储（数据）
五、集群工作模式
1.集群工作模式
（1）地址转化（NAT）
客户端访问服务器，到负载调度器，分配给服务器，服务器再原路返回。
缺点：客户端到负载调度器只有一个通道，速度慢。
（2）IP隧道（TUN）
客户端访问服务器，通过负载调度器，到服务器，服务器返回直接通过IP直接返回客户端。
缺点：每个服务器都要有一个公网地址。
（3）直接路由（DR）
客户端访问服务器，通过调度器访问，但是返回时不通过调度器，直接用路由器返回。
六、LVS虚拟服务器
1.lvs作用
（1）主要用于多服务器的负载均衡
（2）工作在网络层，可实现高性能 高可用的服务集群技术
（3）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
（4）易用，配置简单 有多重负载均衡的方法5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
2.lvs和nginx的比较
（1）Ivs比nginx具有更强的抗负载能力，性能高 对内存和CPU资源消耗低
（2） IVS工作在网络层，网络依懒性大，稳定性高。nginx安装配置较简单，网络性依赖小
（3） IVS不支持正则匹配处理，无法实现动静分离效果 nqinx可实现这方面的功能
（4）LVS适用的协议范围广。nginx仅支持HTTP、HTTPS EMail协议 使用于范围小
3.lvs组成
（1）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等相关详细信息并传递到IPVS 就需要用到ipvsadm工具
（2）ipvsadm: ipvsadm 是lvs用户态的配套工具，可以实现VIP和RS的增删改查IPvsadm 就是类似iptables工具的地位
七、LVS负载调度算法
1.固定调度算法
(1) rr：轮询算法，将请求依次分配给不同的rs节点，即RS节点中均摊分配。适合于RS所有节点处理性能接近的情况。
(2) wrr：加权轮训调度，依据不同RS的权值分配任务。权值较高的RS将优先获得任务，并且分配到的连接数将比权值低的RS更多。
相同权值的RS得到相同数目的连接数。
(3) dh：目的地址哈希调度以目的地址为关键字查找一个静态hash表来获得所需RS。
(4) sh：源地址哈希调度以源地址为关键字查找一个静态hash表来获得需要的RS。
2.动态调度算法
(1) wlc：加权最小连接数调度，假设各台RS的权值依次为Wi，当前tcp连接数依次为Ti，依次去Ti/Wi为最小的RS作为下一个分配的RS。
(2) lc：最小连接数调度，IPVS表存储了所有活动的连接。LB会比较将连接请求发送到当前连接最少的RS。
(3) lblc：基于地址的最小连接数调度：将来自同一个目的地址的请求分配给同一台RS，
此时这台服务器是尚未满负荷的。否则就将这个请求分配给连接数最小的RS，并以它作为下一次分配的首先考虑。
八、LVM实验
1.nat模式
客户端：10.0.0.
修改客户端的网关为：10.0.0.1
部署共享存储（NFS服务器：192.168.140.111）
关闭防火墙和安全机制
安装nfs-utils rpcbind程序
启动服务
创建文件，赋权
配置共享文件主配置文件
发布共享
web1：192.168.140.222
安装http服务
开启http服务
安装nfs-utils rpcbind程序
检查共享文件
web2：192.168.140.223
安装http
开启服务
安装nfs-utils rpcbind程序
启动服务
检查共享文件
web1：192.168.140.222
挂载共享文件
创建文件
web2：192.168.140.223
挂载共享文件
创建文件
配置负载调度器LVS（ens33：192.168.140.19 ens37：10.0.0.1）
添加ens37
配置ens37 10.0.0.1
配置SNAT转发规则
清空规则
创建规则
加载LVS内核模块
安装ipvsadm管理工具
配置lvm，负载配置器
配置负载调度
启动服务
保存配置
每个服务器的dns注释
网页验证
总结：web服务器的网关必须是调度器的IP地址，否则回不来，ipvsadm 只能看到数字跳动，而不涨，调度器的IP最好是客户端的网关。
2.DR模式
1.配置负载调度器（192.168.140.224）
手动刷新
安装ipvsadm
（1）配置虚拟 IP 地址（VIP：192.168.140.225）
配置VIP
检查虚拟网卡
调整 proc 响应参数
由于 LVS 负载调度器和各节点需要共用 VIP 地址，需要关闭 icmp 的重定向，不充当路由器。
立即刷新
配置负载分配策略
2.部署共享存储（NFS服务器：192.168.140.111）
3.配置节点服务器（192.168.140.222、192.168.140.223）
关闭防火墙和安全机制
配置虚拟 IP 地址（VIP：192.168.10.180）
此地址仅用作发送 Web响应数据包的源地址，并不需要监听客户机的访问请求（改由调度器监听并分发）。因此使用虚接口 lo∶0 来承载 VIP 地址，并为本机添加一条路由记录，将访问 VIP 的数据限制在本地，以避免通信紊乱。
调整内核的 ARP 响应参数以阻止更新 VIP 的 MAC 地址，避免发生冲突
刷新一下
安装httpd
启动服务
服务器1：192.168.140.222
添加index文件
服务器2：192.168.140.223
网页验证
八、总结
LVS是企业中很好的优化，当高并发来临时，lvs可以很好的面对高并发。服务多，安全性也要随之提高，lvs里采用负载均衡反向代理，所以安全性非常高。负载均衡器和服务器组成一个整体，对外只有一个端口和IP，是所谓的VIP，所有的服务器使用共同的存储器，所以当其中的服务器出现问题，其他服务器可以快速顶上，数据不会丢失。
