day01 LVS

LVS

一、集羣

• 一組相互獨立的，通過高速網絡互聯的計算機構成的一個組，並以單一系統的模式加以管理
• 將很多服務器集中起來一起進行同一種服務，在C端看來就像是隻有一個服務器
• 可以在較低成本的情況下獲得在性能、可靠、靈活性方面相對較高的收益
• 任務調度則是集羣系統中的核心技術
  二、集羣分類
• 高性能計算集羣（HPC）
• 高可用集羣（HA）
• 負載均衡集羣（LB）
  三、LVS集羣組成
• 前端：負載均衡層
  -- 由一臺或多臺負載均衡調度器構成
• 中端：服務器羣組層
  --由一組實際運行應用服務的服務器組成
• 後端：數據共享存儲層
  -- 提供共享存儲空間的存儲區域
  
  四、LVS術語
• Director Server：調度器，將負載分發到Real Server 的服務器
• Real Server：真實服務器，真正提供應用服務的服務器
• VIP：虛擬IP地址，公佈給Client訪問的IP地址
• RIP：真實IP地址，集羣節點使用的IP地址
• DIP：Director連接到Real Server 的IP地址
  五、LVS負載均衡方式
• VS/NAT：通過網絡地址轉換實現的虛擬服務器
  --Director 將用戶請求報文的目的地址改變成選的的Real Server地址後，將請求轉發給Real Server
  --大併發訪問時，調度器性能成爲瓶頸
• VS/DR：直接使用路由技術實現虛擬服務器
  --通過改寫請求報文的的MAC地址，將請求發至Real Server，Real Server直接響應給客戶端
• VS/TUN：通過隧道方式實現虛擬服務器
  --Director採用隧道技術將請求發至Real Server後，Real Server 直接響應客戶端
  
  六：負載均衡調度算法
• Director Server根據各臺服務器的負載情況，通過高度算法動態選擇一臺Real Server
• LVS目前實現了10種調度算法
• 常用調度算法有4種
  --輪詢（Round Robin）
  --加權輪詢（Weighted Round Robin）
  --最少連接（Least Connections）
  --加權最少連接（Weighted Least Connections）
• 輪詢（rr）
  --將用戶的請求平均的分配到Real Server
• 加權輪詢（wrr）
  --根據真實服務器的性能設置權重，再進行輪詢調度
• 最少連接（lc）
  --動態的將請求分發到已建立的連接數最少的服務器上
• 加權最少連接（wlc）
  --根據真實服務器的性能設置權重，再將網絡請求調度到以建立連接的最少服務器上
• 基於局部性的最少連接（lblc）
  --根據請求的目標IP地址找出該目標IP地址最近使用的服務器，若該服務器是可用的且沒有超載，將請求發送到該服務器；若服務器不存在，或者該服務器超載且有服務器處於一半的工作負載，則用“最少鏈接” 的原則選出一個可用的服務器，將請求發送到該服務器
• 帶複製的基於局部性最少鏈接（Locality-Based Least Connections with Replication）
  --維護從一個目標IP地址到一臺服務器的映射根據請求的目標IP地址找出該目標IP地址對應的服務器組，按“最小連接”原則從服務器組中選出一臺服務器，若服務器沒有超載，將請求發送到該服務器；若服務器超載，則按“最小連接”原則從這個集羣中選出一臺服務器，將該服務器加入到服務器組中，將請求發送到該服務器
  當該服務器組有一段時間沒有被修改，將最忙的服務器從服務器組中刪除，以降低複製的程度。
• 目標地址散列（Source Hashing）
  --根據請求的源IP地址，作爲散列鍵（Hash Key）從靜態分配的散列表找出對應的服務器，若該服務器是可用的且未超載，將請求發送到該服務器，否則返回空
• 目標地址散列（Destination Hashing）
  --根據請求的目標IP地址，作爲散列鍵（Hash Key）從靜態分配的散列表找出對應的服務器，若該服務器是可用的且未超載，將請求發送到該服務器，否則返回空
• 最短的期望的延遲（Shortest Expected Delay Scheduling SED）
  --基於WLC算法，A、B、C三臺機器分別權重1、2、3 ，連接數也分別是1、2、3如果使用WLC算法的話一個新請求進入時它可能會分給ABC中的任意一個，使用sed算法後會進行這樣一個運算：A(1+1)/1，B(1+2)/2，C(1+3)/3，根據運算結果，把連接交給C

• 最少隊列調度（Never Queue Scheduling NQ）
  如果有臺Real Server的連接數爲0就直接分配過去，無需SED運算
  七：LVS-NAT實現方式

  1. 拓撲
     

  2. 配置 DIP 和RIP在一個網段 真實服務器網關指向DIP
     ipvsadm
     -A 添加虛擬服務器
     -t 設置集羣地址
     -s 指定調度算法
     ipvsadm -A -t 192.168.4.100:80 -s rr
     -a 添加真實服務器
     -d 刪出真實服務器
     -r 指定真實服務器地址
     -m 使用NAT 模式 -g DR模式 -i TUN模式
     -w 爲節點服務器設置權重，默認1
     ipvsadm -a -t 192.168.4.100:80 -r 192.168.4.1:80 -m
ipvsadm -d -r 192.168.4.1:80 -t 192.168.4.100:80
     ipvsadm -Ln 查看lvs信息
     ipvsadm -C 清空所有規則
     環境4臺主機 1client 1director 2real server
     客戶端ip 201.1.1.200
     VIP 201.1.1.100
     DIP 192.168.4.100
     RIP 192.168.4.11/12
     (1)director 開啓路由轉發 echo "net.ipv4.ip_forward = 1" >> /etcsysctl.conf sysctl -p 文件生效 查看 /proc/sys/net/ipv4/ip_forward 文件內容爲1
     yum -y install ipvsadm<br/>ipvsadm -A -t 192.168.4.100:80 -s rr<br/>ipvsadm -a -t 192.168.4.100:80 -r 192.168.4.11:80 -m <br/>ipvsadm -a -t 192.168.4.100:80 -r 192.168.4.12:80 -m
     (2)真實服務器
     配置ip，httpd 編寫測試頁面
     保存配置：ipvsadm-save -n >>/etc/sysconfig/ipvsadm #重定向到配置文件 或 sevice ipvsadm save
     （3）客戶端訪問201.1.1.100 就可以訪問到real server
     （4） 修改算法
     ipvsadm -E -t 192.168.4.100：80 -s wrr
     八、LVS-DR DIP 必須設置在虛擬接口上
     拓撲
     

     real配置
     vim /etc/sysctl.conf<br/>net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2<br/>net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2<br/>net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1<br/>net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
     cd /etc/sysconfig/network-scripts/
     vim ifcfg-lo:0
     DEVICE=lo:0
     IPADDR=202.1.1.200
     NETMASK=255.255.255.255
     BROADCAST=202.1.1.200
     ONBOOT=yes

內核參數說明
•arp_announce
–0 (默認)：在任意網絡接口上的任何本地地址
–1：儘量避免不在該網絡接口子網段的本地地址做出arp迴應。當發起ARP請求的源IP地址是被設置應該經由路由達到此網絡接口的時候很有用。此時會檢查來訪IP是否爲所有接口上的子網段內ip之一。如果改來訪IP不屬於各個網絡接口上的子網段內，那麼將採用級別2的方式來進行處理
–2：對查詢目標使用最適當的本地地址。在此模式下將忽略這個IP數據包的源地址並嘗試選擇與能與該地址通信的本地地址。首要是選擇所有的網絡接口的子網中外出訪問子網中包含該目標IP地址的本地地址。如果沒有合適的地址被發現，將選擇當前的發送網絡接口或其他的有可能接受到該ARP迴應的網絡接口來進行發送
•arp_ignore
–0(默認值)：迴應任何網絡接口上對任何本地IP地址的arp查詢請求
–1：只回答目標IP地址是來訪網絡接口本地地址的ARP查詢請求
–2：只回答目標IP地址是來訪網絡接口本地地址的ARP查詢請求,且來訪IP必須在該網絡接口的子網段內
–3：不迴應該網絡接口的arp請求，而只對設置的唯一和連接地址做出迴應
–4-7：保留未使用
–8：不迴應所有（本地地址）的arp查詢
director 配置
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
vim ifcfg-eth0:0
DEVICE=eth0:0
HWADDR=00:0C:29:B6:5E:A4
TYPE=Ethernet
ONBOOT=yes
NM_CONTROLLED=yes
BOOTPROTO=none
IPADDR=202.1.1.200
PREFIX=24
ipvsadm -A -t 202.1.1.200:80 -s wlc<br/>ipvsadm -a -t 202.1.1.200:80 -r 202.1.1.10 -g -w 1<br/>ipvsadm -a -t 202.1.1.200:80 -r 202.1.1.20 -g -w 2<br/>
客戶端訪問
九、編寫腳本，監控real server是否出現故障，如果出現故障將其移除，如果故障恢復，再將它加入到LVS中