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LVS負(fù)載均衡群集的含義、分類及工作模式等的解答

創(chuàng)新互聯(lián)的負(fù)載均衡(Server Load Balancing)是對多臺云服務(wù)器(計算集群)進(jìn)行流量分發(fā)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)設(shè)備。它可以通過流量分發(fā),快速提高應(yīng)用系統(tǒng)對外的服務(wù)能力;隱藏實(shí)際服務(wù)端口,增強(qiáng)內(nèi)部系統(tǒng)的安全性;通過消除服務(wù)單點(diǎn)故障,提升應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性。今天創(chuàng)新互聯(lián)就給大家介紹下LVS負(fù)載均衡群集的含義、分類及工作模式等的解答

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LVS負(fù)載均衡群集的含義、分類及工作模式等的解答

群集的含義

Cluster,集群,群集
由多臺主機(jī)構(gòu)成,但對外只表現(xiàn)為一個整體
在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中,隨著站點(diǎn)對硬件性能,相應(yīng)速度,服務(wù)穩(wěn)定性,數(shù)據(jù)可靠性等要求越來越高,單臺云服務(wù)器力不從心
解決方法:
使用價格昂貴的小型機(jī),大型機(jī)
使用普通服務(wù)器構(gòu)建服務(wù)群集

企業(yè)群集分類

根據(jù)群集所針對的目標(biāo)差異,可分為三種類型
負(fù)載均衡群集
高可用群集
高性能運(yùn)算群集
負(fù)載均衡群集

?以提高應(yīng)用系統(tǒng)的響應(yīng)能力,盡可能處理更多的訪問請求,減少延遲為目標(biāo),獲得高并發(fā),高負(fù)載LB)的整體性能
LB的負(fù)載分配依賴于主節(jié)點(diǎn)的分流算法

高可用群集

?以提高應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性,盡可能的減少中斷時間為目標(biāo),確保服務(wù)的連續(xù)性,達(dá)到高可用(HA)的容錯效果
HA的工作方式包括雙工和主從兩種模式

高性能運(yùn)算群集

?以提高應(yīng)用系統(tǒng)的CPU運(yùn)算速度,擴(kuò)展資源和分析能力為目標(biāo),獲得相當(dāng)于大型,超級計算機(jī)的高性能運(yùn)算(HPC)能力
高性能運(yùn)算群集的高性能依賴于“分布式運(yùn)算”,“并行計算”,通過專用硬件和軟件將多個服務(wù)器的CPU,內(nèi)存等資源整合在一起,實(shí)現(xiàn)只有大型,超級計算機(jī)才具備的計算能力

負(fù)載均衡群集工作模式分析

負(fù)載均衡群集是目前企業(yè)用的最多的群集類型
群集的負(fù)載調(diào)度技術(shù)有三種工作模式:
地址轉(zhuǎn)換
IP隧道
直接路由

NAT模式

地址轉(zhuǎn)換:

?簡稱NAT模式,類似于防火墻的私有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),負(fù)載調(diào)度器作為所有服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)關(guān),即作為客戶機(jī)的訪問入口,也是各節(jié)點(diǎn)回應(yīng)客戶機(jī)的訪問出口
服務(wù)器節(jié)點(diǎn)使用私有IP地址,與負(fù)載調(diào)度器位于同一個物理網(wǎng)絡(luò),安全性要優(yōu)于其他兩種方式

LVS負(fù)載均衡群集的含義、分類及工作模式等的解答

TUN模式

LVS負(fù)載均衡群集的含義、分類及工作模式等的解答

DR模式

LVS負(fù)載均衡群集的含義、分類及工作模式等的解答

負(fù)載均衡群集結(jié)構(gòu)

負(fù)載均衡的結(jié)構(gòu):
第一層,負(fù)載調(diào)度器
第二層,服務(wù)器池
第三層,共享服務(wù)

LVS負(fù)載均衡群集的含義、分類及工作模式等的解答

關(guān)于LVS虛擬服務(wù)器

確認(rèn)內(nèi)核對LVS的支持:
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
LVS的負(fù)載調(diào)度算法
輪詢:

?將受到的訪問請求按照順序輪流分配給群集中的各節(jié)點(diǎn)(真實(shí)服務(wù)器),均等的對待每一臺服務(wù)器,而不管服務(wù)器實(shí)際的連接數(shù)和系統(tǒng)負(fù)載

加權(quán)輪詢:

?根據(jù)真實(shí)服務(wù)器的處理能力輪流分配收到的訪問請求,調(diào)度器可以自動查詢各節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況,并動態(tài)調(diào)整其權(quán)重
保證處理能力強(qiáng)的服務(wù)器承擔(dān)更多的訪問流量

最少連接:

?根據(jù)真實(shí)服務(wù)器已建立的連接數(shù)進(jìn)行分配,將收到的請求優(yōu)先分配給連接數(shù)最少的節(jié)點(diǎn)

加權(quán)最少連接:

?在服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的性能差異較大的情況下,可以為真實(shí)服務(wù)器自動調(diào)整權(quán)重
權(quán)重較高的節(jié)點(diǎn)將承擔(dān)更大比例的活動連接負(fù)載

使用ipvsadm工具

LVS群集創(chuàng)建與管理
1,創(chuàng)建虛擬服務(wù)器
2,添加,刪除服務(wù)器節(jié)點(diǎn)
3,查看群集及節(jié)點(diǎn)情況
4,保存負(fù)載分配策略

LVS-DR中的ARP問題

在LVS-DR負(fù)載均衡集群中,負(fù)載均衡器與節(jié)點(diǎn)服務(wù)器都要配置相同的VIP地址
在局域網(wǎng)中具有相同的IP地址,勢必會造成各服務(wù)器ARP通信的紊亂

?當(dāng)一個ARP廣播發(fā)送到LVS-DR群集時,因?yàn)樨?fù)載均衡器和節(jié)點(diǎn)服務(wù)器都是連接到相同的網(wǎng)絡(luò)上的,他們都會接受到ARP廣播
此時只有前端的負(fù)載均衡器進(jìn)行響應(yīng),其他節(jié)點(diǎn)服務(wù)器不應(yīng)該響應(yīng)ARP廣播

對節(jié)點(diǎn)服務(wù)器進(jìn)行處理,使其不響應(yīng)針對VIP的ARP請求
使用虛接口lo:0承載VIP地址
設(shè)置內(nèi)核參數(shù)arp_ignore=1:系統(tǒng)只響應(yīng)目的IP為本地IP的ARP請求
路由器收到ARP請求后,將更新ARP表項(xiàng)
原有的VIP對應(yīng)的Director的MAC地址會被更新為VIP對應(yīng)RealServer的MAC地址

keepalived實(shí)現(xiàn)原理

keepalived采用vrrp熱備份協(xié)議,實(shí)現(xiàn)Linux服務(wù)器的多機(jī)熱備功能
vrrp,虛擬路由冗余協(xié)議,是針對路由器的一種備份解決方案

keepalivd案列講解

keepalived可實(shí)現(xiàn)多機(jī)熱備,每個熱備組有多臺服務(wù)器,最常用的就是雙機(jī)熱備

雙機(jī)熱備的故障切換是由虛擬IP地址的漂移來實(shí)現(xiàn),適用于各種應(yīng)用服務(wù)器


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