LVS负载均衡群集

负载均衡群集(Load Balance Cluster):以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、高负载的整体性能。例如，"DNS 轮询""应用层交换""反向代理"等都可用作负载均衡群集。LB的负载分配依赖于主节点的分流算法,将来自客户机的访问请求分担给多个服务器节点，从而缓解整个系统的负载压力。
高可用群集(High Availability Cluster):以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。例如，"故障切换""双机热备""多机热备"等都属于高可用群集技术。HA 的工作方式包括双工和主从两种模式。双工即所有节点同时在线;主从则只有主节点在线，但当出现故障时从节点能自动切换为主节点。
高性能运算群集(High Performance Computer Cluster):以提高应用系统的 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。例如，"云计算""网格计算"也可视为高性能运算的一种。高性能运算群集的高性能依赖于"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。

不同类型的群集在必要时可以合并，如高可用的负载均衡群集。本章到第3章将依次讲解 LVS 负载均衡群集、高可用软件 Keepalived，以及两者的结合使用。

第一层，负载调度器:这是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(Virtual IP，虚拟 IP)地址，也称为群集 P 地址。通常会配置主、备两台调度器实现热备份，当主调度器失效以后能够平滑替换至备用调度器，确保高可用性。
第二层，服务器池:群集所提供的应用服务(如HTTP、FTP)由服务器池承2担，其中每个节点具有独立的RIP(RealIP，真实 IP)地址，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: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。在 Linux/UNIX 环境中,共享存储可以使用 NAS 设备，或者提供 NFS(Network File System，网络文件系统)共享服务的专用服务器。

（3）负载均衡的工作模式

关于群集的负载调度技术，可以基于 IP、端口、内容等进行分发，其中基于IP的负载调度是效率最高的。基于IP的负载均衡模式中，常见的有地址转换、IP 隧道和直接路由三种工作模式，如图 1.2 所示。

地址转换(Network Address Translation):简称 NAT 模式，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，即作为客户机的访问入口，也是各节点回应客户机的访问出口。服务器节点使用私有P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。
IP 隧道(IP Tunnel):简称 TUN 模式，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 IP 隧道与负载调度器相互通信。
直接路由(Direct Routing):简称 DR模式，采用半开放式的网络结构，与 TUN 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。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。

以上三种工作模式中，NAT 方式只需要一个公网 IP 地址，从而成为最易用的一种负载均衡模式,安全性也比较好,许多硬件负载均衡设备就采用这种方式。相比较而言，DR 模式和 TUN 模式的负载能力更加强大，适用范围更广，但节点的安全性要稍差一些。

2.LVS虚拟服务器

Linux Virtual Server 是针对 Linux 内核开发的一个负载均衡项目，由我国的章文嵩博士在1998年5月创建，官方站点位于http://www.linuxvirtualserver.org/。LVS 实际上相当于基于 IP 地址的虚拟化应用,为基于 IP 地址和内容请求分发的负载均衡提出了一种高效的解决方法。

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 Cent0s 7系统中，以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。

（1）LVS的负载调度算法

针对不同的网络服务和配置需要，LVS 调度器提供多种不同的负载调度算法，其中最常用的四种算法是轮询、加权轮询、最少连接和加权最少连接。

轮询(Round Robin):将收到的访问请求按照顺序轮流分配给群集中的各节点，均等地对待每台服务器，而不管服务器实际的连接数和系统负载。
加权轮询(Weighted Round Robin):根据调度器设置的权重值来分发请求，权重值高的节点优先获得任务并且分配的请求越多,这样可以保证性能高的节点承担更多请求。
最少连接(Least Connections):根据真实服务器已建立的连接数进行分配，将收到的访问请求优先分配给连接数最少的节点。如果所有的服务器节点性能相近，采用这种方式可以更好地均衡负载。
加权最少连接(Weighted Least Connections):在服务器节点的性能差异较大的情况下，调度器可以根据节点服务器负载自动调整权重，权重较高的节点将承担更大比例的活动连接负载。

二：案例（LVS_NAT)

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| 主机 | 操作系统 | IP地址 | 应用 |
| LVS | open Euler | 192.168.10.101 | ipvsadm |
| web1 | open Euler | 192.168.10.102 | http，nfs，bind-utils |
| web2 | open Euler | 192.168.10.103 | http，nfs，bind-utils |
| nfs | open Euler | 192.168.10.104 | nfs，bind-utils |