垂直扩展不再提及:
随着计算机性能的增长,其价格会成倍增长
单台计算机的性能是有上限的,不可能无限制地垂直扩展,多核CPU意味着即使是单台计算机也可以并行的。那么,为什么不一开始就并行化技术?
负载均衡群集
高可用群集
高性能运算群集。
LB: Load Balancing,负载均衡,多个主机组成,每个主机只承担一部分访问请求
HA: High Availiablity,高可用,避免 SPOF(single Point Of failure)
HPC: High-performance computing,高性能
分布式存储: 将数据分散存储在多台独立的设备上 。Ceph,GlusterFS,FastDFS,MogileFS
分布式计算: 将该应用分解成许多小的部分,分配给多台计算机进行处理。 hadoop,Spark
分布式常见应用
分布式应用-服务按照功能拆分,使用微服务(单一应用程序划分成一组小的服务,服务之间互相协调、互相配合,为用户提供最终价值服务)
分布式静态资源--静态资源放在不同的存储集群上
分布式数据和存储--使用key-value缓存系统
分布式计算--对特殊业务使用分布式计算,比如Hadoop集群
分布式是以缩短单个任务的执行时间来提升效率的,而集群则是通过提高单位时间内执行的任务数来提升效率。
码都是一样的。
一台服务器实现的功能是有差别的,数据和代码也是不一样的,分布式每台服务器功能加起来,才是完
整的业务。
PS: 对于大型网站,访问用户很多,实现一个群集,在前面部署一个负载均衡服务器,后面几台服务器完成 同一业务。如果有用户进行相应业务访问时,负载均衡器根据后端哪台服务器的负载情况,决定由给哪 一台去完成响应,并且一台服务器垮了,其它的服务器可以顶上来。分布式的每一个节点,都完成不同 的业务,如果一个节点垮了,那这个业务可能就会失败
可扩展性—集群的横向扩展能力
可用性—无故障时间 (SLA service level agreement)
性能—访问响应时间
容量—单位时间内的最大并发吞吐量(C10K 并发问题)
F5 Big-IP(F5服务器负载均衡模块)
Citrix Netscaler
A10 A10
lvs:Linux Virtual Server,阿里四层 SLB (Server Load Balance)使用
nginx:支持七层调度,阿里七层SLB使用 Tengine
haproxy:支持七层调度
ats:Apache Traffic Server,yahoo捐助给apache
perlbal:Perl 编写
pound
LVS:
nginx:stream
haproxy:mode tcp
http:nginx, httpd, haproxy(mode http), ...
fastcgi:nginx, httpd, ...
mysql:mysql-proxy, mycat...
Source IP:LVS sh算法(对某一特定服务而言)
Cookie
session multicast cluster
Memcached,Redis
keepalived:vrrp协议
Ais:应用接口规范
heartbeat
cman+rgmanager(RHCS)
coresync_pacemaker
LVS:Linux Virtual Server,负载调度器,内核集成,章文嵩(花名正明), 阿里的四层SLB(Server
Load Balance)是基于LVS+keepalived实现
LVS 官网:http://www.linuxvirtualserver.org/
阿里SLB和LVS:
https://yq.aliyun.com/articles/1803
https://github.com/alibaba/LVS
整个SLB系统由3部分构成:四层负载均衡,七层负载均衡和控制系统
VS根据请求报文的目标IP和目标协议及端口将其调度转发至某RS,根据调度算法来挑选RS。LVS是内核
级功能,工作在INPUT链的位置,将发往INPUT的流量进行“处理”
负载均衡的应用场景为高访问量的业务,提高应用程序的可用性和可靠性。
如果您的应用访问量很高,可以通过配置监听规则将流量分发到不同的云服务器 ECS(Elastic
Compute Service 弹性计算服务)实例上。此外,可以使用会话保持功能将同一客户端的请求转发到同
一台后端ECS
可以根据业务发展的需要,随时添加和移除ECS实例来扩展应用系统的服务能力,适用于各种Web服务
器和App服务器。
可以在负载均衡实例下添加多台ECS实例。当其中一部分ECS实例发生故障后,负载均衡会自动屏蔽故
障的ECS实例,将请求分发给正常运行的ECS实例,保证应用系统仍能正常工作
灾。当主可用区出现机房故障或不可用时,负载均衡仍然有能力在非常短的时间内(如:大约30s中
断)切换到另外一个备可用区恢复服务能力;当主可用区恢复时,负载均衡同样会自动切换到主可用区
提供服务。
合自身的应用需要,综合考虑后端服务器的部署。如果您的每个可用区均至少添加了一台ECS实例,那
么此种部署模式下的负载均衡服务的效率是最高的。
负载均衡群集是目前企业用得最多的群集类型
群集的负载调度技术有三种工作模式
lvs-nat:修改请求报文的目标IP,多目标IP的DNAT
lvs-dr:操纵封装新的MAC地址(直接路由)
lvs-tun:隧道模式
lvs-nat:本质是多目标IP的DNAT,通 过将请求报文中的目标地址和目标端口修改为某处的RS的RIP和PORT实现转发
(1)RIP和DIP应在同一个IP网络,且应使用私网地址;RS的网关要指向DIP
(2)请求报文和响应报文都必须经由Director转发,Director易于成为系统瓶颈
(3)支持端口映射,可修改请求报文的目标PORT
(4)VS必须是Linux系统,RS可以是任意OS系统
说集群节点可以跨互联网实现。DIP, VIP, RIP可以是公网地址。
报文源IP。
RealServer响应给客户端的IP头部是根据隧道内层的IP头分析得到的,源IP是VIP,目标IP是CIP
一般来说,隧道模式常会用来负载调度缓存服务器组,这些缓存服务器一般放置在不同的网络环境,可以就近
折返给客户端。在请求对象不在Cache服务器本地命中的情况下,Cache服务器要向源服务器发送请求,将结
果取回,最后将结果返回给用户。
模式的结构类似,但各节点并不是分散在各地,而是与调度器位于同一个物理网络。
直接路由,LVS默认模式,应用最广泛,通过请求报文重新封装一个MAC首部进行转发,
源MAC是DIP所在的接口的MAC,目标MAC是某挑选出的RS的RIP所在接口的MAC地址;
NAT | TUN | DR | |
---|---|---|---|
优点 | 端口转换 | WAN | 性能最好 |
缺点 | 性能瓶颈 | 服务器支持隧道模式 | 不支持跨网段 |
真实服务器要求 | any | Tunneling | Non-arp device |
支持网络 | private(私网) | LAN/WAN(私网/公网) | LAN(私网) |
真实服务器数量 | low (10~20) | High (100) | High (100) |
真实服务器网关 | lvs内网地址 | Own router(网工定义) | Own router(网工定义) |
选项 | 解释 |
---|---|
-A | 添加虚拟服务器 |
-D | 删除整个虚拟服务器 |
-s | 指定负载调度算法(轮询:rr、加权轮询:wrr、最少连接:lc、加权最少连接: wlc) |
-a | 表示添加真实服务器(节点服务器) |
-d | 删除某一个节点 |
-t | 指定VIP地址及TCP端口 |
-r | 指定RIP地址及TCP端口 |
-m | 表示使用NAT群集模式 |
-g | 表示使用DR模式 |
-i | 表示使用TUN模式 |
-w | 设置权重(权重为0时表示暂停节点) |
-p 60 | 表示保持长连接60秒 |
-l | 列表查看LVS虚拟服务器〔默认为查看所有) |
-n | 以数字形式显示地址、端口等信息,常与"-"选项组合使用。ipvsadm -ln |
配置环境
负载调度器:配置双网卡 内网:192.168.59.118(ens33) 外网卡:12.0.0.1(ens38)
二台WEB服务器集群池:192.168.59.102、192.168.59.105
一台NFS共享服务器:192.168.59.108
客户端:
NFS 是一种基于 TCP/IP 传输的网络文件系统协议,最初由 Sun 公司开发。通过使用 NFS 协议,客户机可以像访问本地目录一样访问远程服务器中的共享资源。对于大多数负载均衡 群集来说,使用 NFS 协议来共享数据存储是比较常见的做法,NFS 也是 NAS 存储设备必然支 持的一种协议。
NFS 服务的实现依赖于 RPC(Remote Process Call,远端过程调用)机制,以完成远程 到本地的映射过程。在 CentOS 7 系统中,需要安装 nfs-utils、rpcbind 软件包来提供 NFS 共享服务,前者用于 NFS 共享发布和访问,后者用于 RPC 支持
1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0
2. #安装nfs服务
yum install nfs-utils rpcbind -y
3. #新建目录,并创建站点文件
cd /opt/
mkdir yxp dhc
echo "this is yxp" >yxp/index.html
echo "this is dhc" >dhc/index.html
4. #开启服务
systemctl start rpcbind
systemctl start nfs
5. #授权
chmod 777 yxp/ dhc/
6. #设置共享策略
vim /etc/exports
/opt/yxp 192.168.59.0/24(rw,sync)
/opt/dhc 192.168.59.0/24(rw,sync)
7. #发布服务
systemctl restart nfs
exportfs -rv
关闭防火墙
安装nfs服务
新建目录,并创建站点文件
开启服务
授权
设置共享策略
发布服务
1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0
2. #安装httpd
yum install -y httpd
3. #查看nfs服务
showmount -e 192.168.59.108
4. #挂载站点
#法一:临时挂载
df
cat /var/www/html/index.html
mount 192.168.59.108:/opt/yxp /var/www/html/
#法二:永久挂载
vim /etc/fstab
192.168.59.108:/opt/yxp/ /var/www/html/ nfs defaults,_netdev 0 0
mount -a
5. #开启httpd服务
systemctl start httpd
6. #指定网关
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
GATEWAY=192.168.59.118
#DNS1=8.8.8.8
7. #重启网络服务
systemctl restart network
关闭防火墙
安装httpd
查看nfs服务
挂载站点,临时挂载
永久挂载
开启httpd服务
指定网关
重启网络服务
1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0
2. #安装httpd
yum install -y httpd
3. #查看nfs服务
showmount -e 192.168.59.108
4. #挂载站点
#法一:临时挂载
mount 192.168.59.108:/opt/dhc /var/www/html/
df
cat /var/www/html/index.html
#法二:永久挂载
vim /etc/fstab
192.168.59.108:/opt/dhc/ /var/www/html/ nfs defaults,_netdev 0 0
mount -a
5. #开启httpd服务
systemctl start httpd
6. #指定网关
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
GATEWAY=192.168.59.118
#DNS1=8.8.8.8
7. #重启网络服务
systemctl restart network
关闭防火墙
安装httpd
查看nfs服务
临时挂载站点
永久挂载
开启httpd服务
指定网关
重启网络服务
1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0
2. #安装ipvsadm
yum install -y ipvsadm*
3. #添加一块网卡,我这里是ens38,配置网卡,重启网络
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens38
vim ifcfg-ens38
去掉网关、UUID、修改IP
vim ifcfg-ens33
去掉网关
systemctl restart network
4. #打开路由转发功能
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
sysctl -p
5. #防火墙做策略
#查看策略
iptables -nL -t nat
#清空策略
iptables -F
#添加策略
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.59.0/24 -o ens37 -j SNAT --to 12.0.0.1
#查看策略
iptables -nL -t nat
6. #加载LVS内核模块
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
7. #开启ipvsadm服务
ipvsadm-save >/etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm.service
8. #清空策略
ipvsadm -C
9. #制定策略
#指定IP地址 外网的入口 -s rr 轮询
ipvsadm -A -t 12.0.0.1:80 -s rr
#先指定虚拟服务器再添加真实服务器地址,-r:真实服务器地址 -m指定nat模式
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.59.102:80 -m
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.59.105:80 -m
#开启服务
ipvsadm
10. 查看策略
ipvsadm -ln
关闭防火墙
安装ipvsadm
添加一块网卡,我这里是ens38,配置网卡
打开路由转发功能
防火墙做策略
开启路由功能,刷新
开启ipvsadm服务
清空策略
制定策略
查看策略
修改网卡信息
连通性测试
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