LVS集群简介

时间：2024-07-17 07:01:13

一、集群

系统的拓展方式：

垂直扩展 ：向上扩展，增强设备的性能。两个瓶颈：计算机本身设备的限制，以及硬件本身的性能瓶颈。

水平扩展 ：向外扩展，增加设备，并行地运行多个服务，依靠网络解决内部通信的问题。这也就是所谓的cluster（集群）。

1.1 集群的类型

集群：为了解决某个特定的问题，将多台计算机组合起来形成的单个系统。

一般的说法有三种类型：

LB ：load balance ，负载均衡，多个主机组成，每个主机只承担一部分的访问结果

HA ：high availability ，高可用，在设计系统时，采取一定的措施，确保即使系统当中某一组件或者部分出现故障，整个系统依然能正常运行。为了维护系统的可用性、可靠性、容错性。

HPC ：high-performance computing ：高性能，对响应时间，处理能力要求更高

1.2 系统可靠性指标

MTBF ：Mean Time Between Failure ：平均无故障时间

MTTR ：Mean Time To Repair ：平均故障恢复时间

A=MTBF/(MTBF+MTTR) ，显然A指标在0-1之间

  • A指标就是系统可用性的度量，越接近0表示系统越不可用，越接近1表示系统越可用。

  • 现在主流的指标（对外宣称）为99.99%以上，90%-95%就不合格，实际98%-99%就算合格。

停机时间

计划内时间：以前可以不计，但现在也算在内

计划外时间：故障时间，从故障发生到故障解决的总时间，尤其对运维来说，计划外时间是我们必须关注的一个指标。

一旦发生故障，当天事必须当前解决；没有解决之前，人不可以离开；解决完之后必须生成报告，备案。

1.3 LVS集群

LVS ：Linux virtual server

章文嵩发起的开源项目，Linux的内核层面实现负载均衡的软件。

主要作用：将多个后端服务器组成一个高可用、高性能的服务器集群。通过负载均衡的算法，将客户端的请求分发到后端的服务器上，通过这种方式来实现高可用和负载均衡。

阿里的SLB，server load balance，就是用LVS+keepalive实现的。

LVS适用场景：

小集群不需要适用LVS，用Nginx就足够了，大集群适用LVS。

1.4 LVS集群中的术语

  • VS ：Virtual Server ，LVS服务的逻辑名称，也就是我们在外部访问LVS集群时使用的IP地址和端口

  • DS ：Director Server ，LVS集群中的主服务器，也就是调度器，类似Nginx的代理服务器，调度器是集群的核心，用来接收客户端的请求转发到后端服务器

  • RS ：Real Server ，LVS集群中的真实服务器，也可以理解为后端服务器，用来接收DS转发过来的请求，并响应结果

  • CIP ：Client IP ，客户端IP地址，也就是发起请求的客户端的IP地址

  • VIP ：Virtual IP ，LVS集群使用的IP地址，对外提供集群访问的虚拟IP地址

  • DIP ：Director IP ，调度器在集群当中的IP地址，用于和RS通信

  • RIP ：Real IP ，后端服务器在集群当中的IP地址。

1.5 基本通信流程

CIP 访问 VIP ，相当于访问DS，DS根据负载均衡算法，把请求转发给RS，

RS响应的模式有两种，一是RS响应发送到DS，DS再转发给CIP；二是RS把响应直接发送给CIP。

二、 LVS的工作模式

2.1 LVS的三种工作模式

  • NAT模式 ：响应由调度器响应给客户端

  • DR模式 ：直接路由模式，真实服务器直接响应给客户端

  • TUN模式 ：隧道模式

常用的模式就是NAT模式和DR模式。

NAT DR TUN
优点 地址转换，配置简单 性能最好 WAN，可以实现较远距离的数据包传输
缺点 调度器性能有瓶颈 不支持跨网段 需要开通VPN，是专用通道
RS的要求 无限制 必须禁止非物理接口的ARP响应 要支持隧道模式
RS的数量 10-20台左右 100台左右 100台左右

2.2 ipvsadm

ipvsadm ：用来配置和管理LVS集群的工具

选项

  • -A ：添加虚拟服务器 vip

  • -D ：删除虚拟服务器地址

  • -s ：指定负载均衡的调度算法

    • rr ：默认，轮询
    • wrr ：加权轮询
    • lc ：最小连接
    • wlc ：加权最小连接

  • -C ：清空原有策略

选项

  • -a ：添加真实服务器

  • -d ：删除真实服务器

  • -t ：指定vip的地址和端口

  • -r ：指定rip的地址和端口

  • -m ：使用NAT模式

  • -g ：使用DR模式

  • -l ：使用隧道模式

  • -w ：设置权重

  • -p 60 ：连接保持60，设置连接保持时间

  • -l ：列表查看

  • -n ：数字化展示

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