一、群集的簡介

一、群集

1.概述

Cluster，群集，叢集
由多臺主機構成，但對外只表現為一個整體

表示一群，一串的意思，用在伺服器領域則表示大量伺服器的集合體，以區分於單個伺服器。

2.群集分類
負載均衡群集
高可用群集
高效能運算群集

2.1：負載均衡群集（Load Balance Cluster）

以提高應用系統的響應能力、儘可能處理更多的訪問請求、減少延遲為目標，獲得高併發、高負載（LB）的整體效能
LB的負載分配依賴於主節點的分流演算法，分流演算法即排程

2.2：高可用群集（High Availability Cluster）

以提高應用系統的可靠性、儘可能地減少中斷時間為目標，確保服務的連續性，達到高可用（HA）的容錯效果
HA的工作方式包括雙工和主從兩種模式
雙工，兩個平級狀態的協同工作，隨時頂替對方
帶有主從模式的，一臺主，多臺從，稱為中心化群集
去中心化機制：沒有真正的主，如果有，也是象徵意義的，所有節點都幹活（Redis的群集就是典型去中心化機制）

2.3：高效能運算群集（High Performance Computer Cluster）

以提高應用系統的CPU運算速度、擴充套件硬體資源和分析能力為目標，獲得相當於大型、超級計算機的高效能運算（HPC）能力
高效能運算群集的髙效能依賴於“分散式運算″、“平行計算”，通過專用硬體和軟體將多個伺服器的CPU、記憶體等資源整合在一起，實現只有大型、超級計算機才具備的計算能力

二、負載均衡群集（Load Balance Cluster）**

1、特點
以提高應用系統的響應能力、儘可能處理更多的訪問請求、減少延遲為目標，獲得高併發、高負載（LB）的整體效能。
LB的負載分配依賴於主節點的分流演算法

2、負載均衡的架構
前端至少有一個負載排程器負責響應併發來自客戶機的訪問請求；
後端由大量真實伺服器構成伺服器池，提供實際的應用服務，整個群集的伸縮性通過增加、刪除伺服器節點來完成，而這些過程對客戶機是透明的；為了保持服務的一致性，所以節點使用共享儲存裝置。

第一層：負載排程器
第二層：伺服器池
第三層：共享儲存

3.負載均衡的工作模式
3.1、地址轉換（Network Address Translation）,簡稱 NAT模式；
類似於防火牆的私有網路結構，負責排程器作為所有伺服器節點的閘道器，即作為客戶機的訪問入口，也是各節點回應客戶機的訪問出口。
伺服器節點使用私有IP地址，與負載排程器位於同一物理網路，安全性要優於其他兩種方式

3.2、IP隧道（IP Tunnel）簡稱 TUN模式；採用開放式的網路結構，負載排程器僅作為客戶機的訪問入口，各節點通過各自的Internet連線直接回應客戶機，而不再經過負載排程器；伺服器節點分散在網際網路中的不同位置，具有獨立的公網IP地址，通過專用ip隧道與負載排程器相互通訊

3.3、直接路由（Direct Routing）簡稱 DR模式；採用半開放式的網路結構，與TUN模式的結構類似，但各節點並不是分散在各地，而是與排程器位於同一物理網路；負載排程器與各節點伺服器通過本地網路連線，不需要建立專用的IP隧道。

三、LVS虛擬伺服器

LVS是針對 Linux 核心開發的一個負載均衡專案，它實際上相當於基於IP地址的虛擬化應用，為基於IP地址和內容請求分發的負載均衡提出了一種高效的解決方法；LVS現在已成為 Linux核心的一部分，預設編譯為 ip_vs 模組，必要時能夠自動呼叫。**

1.針對不同的網路服務和配置需求，LVS排程器提供多種不同的負載排程演算法，分類
1.1、輪詢（Round Robin）:將收到的請求按照順序輪流分配給群集中的各節點（真實伺服器），均等地對待每一臺伺服器，而不管伺服器實際的連線數和系統負載。

1.2、加權輪詢（Weighted Round Robin）：根據排程器設定的權重值來分發請求，權重值高的節點優先獲得任務，分配的請求數越多；保證效能強的伺服器承擔更多的訪問流量。

1.3、最少連線（Least Connections）：根據真實伺服器已建立的連線數進行分配，將收到的訪問請求優先分配給連線數最少的節點。

1.4、加權最少連線（Weighted Least Connections）：在伺服器節點的效能差異較大時，可以為真實伺服器自動調整權重；效能較高的節點將承擔更大比例的活動連線負載。

2.使用 ipvsadm 工具
ipvsadm 是在負載排程器上使用的 LVS 群集管理工具，通過呼叫 ip_vs 模組來新增、刪除伺服器節點，以及檢視群集的執行狀態

3.關於 ipvsadm 工具命令的用法
3.1、建立虛擬伺服器
例：ipvsadm -A -t 172.16.16.172:80 -s rr
（群集的VIP地址為 172.16.16.172 ，針對 TCP 80埠提供負載分流服務，使用排程演算法為輪詢；選項 -A 表示新增虛擬伺服器，-t 用來指定VIP地址及TCP埠，-s 用來指定負載排程演算法（輪詢 rr ；加權輪詢 wrr ；最少連線 lc ；加權最少連線 wlc）

3.2、新增伺服器節點
例：ipvsadm -a -t 172.16.16.172:80 -r 192.168.7.21:80 -m -w 1
（虛擬伺服器 172.16.16.172 新增節點；選項 -a 新增真實伺服器， -t 用來指定VIP地址及TCP埠， -r 用來指定RIP地址及TCP埠， -m 表示使用 NAT模式（-g DR模式、 -i TUN模式）， -w 用來設定權重（權重為0時表示暫停節點））

3.3、檢視群集節點狀態
例：ipvsadm -ln
（選項 -l 可以列表檢視LVS虛擬伺服器，可以指定只檢視某一個VIP地址（預設檢視所有），結合選項 -n 將以數字形式顯示地址、埠等資訊）

3.4、刪除伺服器節點
例：ipvsadm -d -r 192.168.7.24:80 -t 172.16.16.172:80
（刪除LVS群集 172.16.16.172中的節點 192.168.7.24 ； 需要從伺服器池中刪除某一個節點時，使用選項 -d 。執行刪除操作必須指定目標物件，包括節點地址、虛擬IP地址。需要刪除整個虛擬伺服器時，使用選項 -D 並指定 虛擬IP地址，無需指定節點。）

例：ipvsadm -D -t 172.16.16.172:80
（刪除此虛擬伺服器）

3.5、儲存負載分配策略
例：ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm ：儲存策略
（ipvsadm-restore 表示恢復策略）

例：service ipvsadm save ：儲存策略

例：service ipvsadm stop ：停止服務（清除策略）
[確定]
[確定]

例：service ipvsadm start ：啟動服務（重建規則）
[確定]
[確定]

例： cat /etc/sysconfig/ipvsadm ：確認儲存結果