LVS負載均衡群集的含義、分類及工作模式等的解答

億速云的負載均衡（Server Load Balancing）是對多臺云服務器（計算集群）進行流量分發的網絡服務設備。它可以通過流量分發，快速提高應用系統對外的服務能力；隱藏實際服務端口，增強內部系統的安全性；通過消除服務單點故障，提升應用系統的可靠性。今天億速云就給大家介紹下LVS負載均衡群集的含義、分類及工作模式等的解答

群集的含義

Cluster，集群，群集
由多臺主機構成，但對外只表現為一個整體

在互聯網應用中，隨著站點對硬件性能，相應速度，服務穩定性，數據可靠性等要求越來越高，單臺云服務器力不從心

解決方法：

使用價格昂貴的小型機，大型機
使用普通服務器構建服務群集

企業群集分類

根據群集所針對的目標差異，可分為三種類型

負載均衡群集
高可用群集
高性能運算群集

負載均衡群集

?以提高應用系統的響應能力，盡可能處理更多的訪問請求，減少延遲為目標，獲得高并發，高負載LB）的整體性能
?LB的負載分配依賴于主節點的分流算法

高可用群集

?以提高應用系統的可靠性，盡可能的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

高性能運算群集

?以提高應用系統的CPU運算速度，擴展資源和分析能力為目標，獲得相當于大型，超級計算機的高性能運算（HPC）能力
?高性能運算群集的高性能依賴于“分布式運算”，“并行計算”，通過專用硬件和軟件將多個服務器的CPU，內存等資源整合在一起，實現只有大型，超級計算機才具備的計算能力

負載均衡群集工作模式分析

負載均衡群集是目前企業用的最多的群集類型

群集的負載調度技術有三種工作模式：

地址轉換
IP隧道
直接路由

NAT模式

地址轉換：

?簡稱NAT模式，類似于防火墻的私有網絡結構，負載調度器作為所有服務器節點的網關，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
?服務器節點使用私有IP地址，與負載調度器位于同一個物理網絡，安全性要優于其他兩種方式

TUN模式

DR模式

負載均衡群集結構

負載均衡的結構：

第一層，負載調度器
第二層，服務器池
第三層，共享服務

關于LVS虛擬服務器

確認內核對LVS的支持：

modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs

LVS的負載調度算法

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點（真實服務器），均等的對待每一臺服務器，而不管服務器實際的連接數和系統負載

加權輪詢：

?根據真實服務器的處理能力輪流分配收到的訪問請求，調度器可以自動查詢各節點的負載情況，并動態調整其權重
?保證處理能力強的服務器承擔更多的訪問流量

最少連接：

?根據真實服務器已建立的連接數進行分配，將收到的請求優先分配給連接數最少的節點

加權最少連接：

?在服務器節點的性能差異較大的情況下，可以為真實服務器自動調整權重
?權重較高的節點將承擔更大比例的活動連接負載

使用ipvsadm工具

LVS群集創建與管理

1，創建虛擬服務器
2，添加，刪除服務器節點
3，查看群集及節點情況
4，保存負載分配策略

LVS-DR中的ARP問題

在LVS-DR負載均衡集群中，負載均衡器與節點服務器都要配置相同的VIP地址

在局域網中具有相同的IP地址，勢必會造成各服務器ARP通信的紊亂

?當一個ARP廣播發送到LVS-DR群集時，因為負載均衡器和節點服務器都是連接到相同的網絡上的，他們都會接受到ARP廣播
?此時只有前端的負載均衡器進行響應，其他節點服務器不應該響應ARP廣播

對節點服務器進行處理，使其不響應針對VIP的ARP請求

使用虛接口lo:0承載VIP地址
設置內核參數arp_ignore=1:系統只響應目的IP為本地IP的ARP請求

路由器收到ARP請求后，將更新ARP表項

原有的VIP對應的Director的MAC地址會被更新為VIP對應RealServer的MAC地址

keepalived實現原理

keepalived采用vrrp熱備份協議，實現Linux服務器的多機熱備功能
vrrp，虛擬路由冗余協議，是針對路由器的一種備份解決方案

keepalivd案列講解

keepalived可實現多機熱備，每個熱備組有多臺服務器，最常用的就是雙機熱備
雙機熱備的故障切換是由虛擬IP地址的漂移來實現，適用于各種應用服務器

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