1、群集应用概述：
存在的问题：
互联网应用中，随着站点对硬件性能、响应速度、服务稳定性、数据可靠性等要求越来越高，单台服务器已经无法满足负载均衡及高可用的要求。
解决办法：
使用价格昂贵的小型机、大型机 、 使用多台相对廉价的普通服务器构建服务群集 通过整合多台服务器，使用LVS来达到服务器的高可用和负载均衡，并以同一个ip地址对外提供相同的服务。在企业中常用的一种群集技术——LVS（linux virtual server，linux虚拟服务器）
群集的含义：
Cluster，集群、群集 由多台主机构成，但对外只表现为一个整体
群集的三种类型：
a） 负载均衡群集 b） 高可用群集 c） 高性能运算群集
a）负载均衡群集：
- 提高应用系统的响应能力、尽可能处理更多的访问请求、减少延迟为目标，获得高并发、高负载（LB）的整体性能
- LB的负载分配依赖于主节点的分流算法
b）高可用群集：
- 提高应用系统的可靠性、尽可能地减少中断时间为目标，确保服务的连续性，达到高可用（HA）的容错效果
- HA的工作方式包括双工和主从两种模式
c）高性能运算群集：
- 提高应用系统的CPU运算速度、扩展硬件资源和分析能力为目标，获得相当于大型、超级计算机的高性能运算（HPC）能力
- 高性能依赖于“分布式运算”、“并行计算”，通过专用硬件和软件将多个服务器的CPU、内存等资源整合在一起，实现只有大型、超级计算机才具备的计算能力
负载均衡的结构：
第一层，负载调度器（Load Balancer或Director）
访问整个群集系统的唯一入口，对外使用所有服务器共有的VIP地址，也称为群集IP地址。通常会配置主、备两台调度器实现热备份，当朱调度器失效以后能平滑替换至备用调度器，确保高可用性。
第二层，服务器池（Server Pool）
群集所提供的应用服务、由服务器池承担，其中每个节点具有独立的RIP（真实IP），只处理调度器分发过来的客户机请求。当某个节点暂时失效时，负载调度器的容错机制会将其隔离，等待错误排除以后再重新纳入服务器池。
第三层，共享存储（Share Storage）
为服务器池中的所有节点提供稳定、一致的文件存取服务，确保整个群集的统一性。共享存储可以使用NAS设备，或者提供NFS共享服务的专用服务器。
负载均衡群集工作模式：
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：
- （NAT）地址转换
- （TUN）IP隧道
- （DR）直接路由
a）NAT模式——地址转换
类似于防火墙的私有网络结构，负载调度器作为所有服务器节点的网关，挤座位客户机的访问入口，也是各节点回应客户机的访问出口
服务器节点使用私有IP地址，与负载调度器位于同一个物理网络，安全性要优于其他两种方式
b）TUN模式——IP隧道
采用开放式的网络结构，负载调度器仅作为客户机的访问入口，各节点通过各自的internet连接直接回应客户机，而不再经过负载调度器
服务器节点分散在互联网中的不同位置，具有独立的公网IP地址，通过专用的IP隧道与负载调度器相互通信
c）DR模式——直接路由
采用半开放式的网络结构，与TUN模式的结构类似，单个节点并不是分散在各地，而是与调度器位图同一个物理网络
负载调度器与各节点服务器通过本地网络连接，不需要建立专用的IP隧道
LVS的负载调度算法：
LVS群集创建与管理：
ipvsadm管理工具：
LVS现在已成为LINUX内核的一部分，默认编译为ip_vs模块，必要时能够自动调用。在Centos 7系统中，一下操作可以手动加载ip_vs模块，并查看当前系统中ip_vs模块的版本信息
modprobe ipvsadm -v #确认内核对LVS的支持 cat /proc/net/ip_vs
ip_vs工具选项说明：
2、NAT模式LVS负载均衡群集部署：
案例环境：
负载调度器：内网关 ens33：192.168.80.80，外网关 ens37：12.0.0.1
Web节点服务器1：192.168.80.10
Web节点服务器2：192.168.80.20
NFS服务器：192.168.80.30
客户端：12.0.0.12
a）部署NFS服务器（192.168.80.30）
案例环境： 负载调度器：内网关 ens33：192.168.80.80，外网关 ens37：12.0.0.1 Web节点服务器1：192.168.80.10 Web节点服务器2：192.168.80.20 NFS服务器：192.168.80.30 客户端：12.0.0.12 a）部署NFS服务器（192.168.80.30）
/opt/kgc 192.168.80.0/24(rw,sync) /opt/benet 192.168.80.0/24(rw,sync)
--发布共享--- exportfs -rv
b）配置节点服务器（192.168.80.10、192.168.80.20）
ens33网关需要设置为网关服务器
systemctl stop firewalld.service systemctl disable firewalld.service setenforce 0 yum install httpd -y systemctl start httpd.service systemctl enable httpd.service yum install nfs-utils rpcbind -y showmount -e 192.168.80.30 systemctl start rpcbind.service systemctl start nfs.service systemctl enable rpcbind.service systemctl enable nfs.service --192.168.80.10--- mount.nfs 192.168.80.30:/opt/kgc /var/www/html vim /etc/fstab 192.168.80.30:/opt/kgc /myshare nfs defaults,_netdev 0 0 另一台节点服务器挂载如下： --192.168.80.20--- mount.nfs 192.168.80.30:/opt/benet /var/www/html vim /etc/fstab 192.168.80.30:/opt/benet /myshare nfs defaults,_netdev 0 0
c）配置负载调度器（内网关 ens33：192.168.80.1，外网关 ens36：12.0.0.1）
systemctl stop firewalld.service systemctl disable firewalld.service setenforce 0
→ 配置SNAT转发规则
vim /etc/sysctl.conf net.ipv4.ip_forward = 1 #添加ip路由转发
或 echo '1' > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward sysctl -p iptables -t nat -F iptables -F iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.80.0/24 -o ens36 -j SNAT --to-source 12.0.0.1
→ 加载LVS内核模块
modprobe ip_vs #加载 ip_vs模块 cat /proc/net/ip_vs #查看 ip_vs版本信息 ##加载全部模块 for i in $(ls /usr/lib/modules/$(uname -r)/kernel/net/netfilter/ipvs|grep -o "^[^.]*");do echo $i; /sbin/modinfo -F filename $i >/dev/null 2>&1 && /sbin/modprobe $i;done
→ 安装ipvsadm
yum -y install ipvsadm --启动服务前须保存负载分配策略--- ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm 或者 ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm systemctl start ipvsadm.service
→ 配置负载分配策略
ipvsadm -C #清除原有策略 ipvsadm -A -t 12.0.0.1:80 -s rr ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.80.10:80 -m [-w 1] #添加真实ip ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.80.20:80 -m [-w 1] #添加真实ip ipvsadm #启用策略 ipvsadm -ln #查看节点状态，Masq代表 NAT模式 ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm #保存策略
ipvsadm -d -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.80.10:80 -m [-w 1] #删除群集中某一节点服务器 ipvsadm -D -t 12.0.0.1:80 #删除整个虚拟服务器 systemctl stop ipvsadm #停止服务（清除策略） systemctl start ipvsadm #启动服务（重建规则） ipvsadm-restore < /etc/sysconfig/ipvsadm #恢复LVS 策略
测试：
