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億速云負載均衡（Cloud Load Balancer）是對多臺云服務器進行流量分發的服務。億速云負載均衡可以通過流量分發擴展應用系統對外的服務能力，通過消除單點故障提升應用系統的可用性。億速云負載均衡服務通過設置虛擬服務地址（VIP），將位于同一地域的多臺云服務器資源虛擬成一個高性能、高可用的應用服務池。根據應用指定的方式，將來自客戶端的網絡請求分發到云服務器池中。億速云負載均衡服務會檢查云服務器池中云服務器實例的健康狀態，自動隔離異常狀態的實例，從而解決了云服務器的單點問題，同時提高了應用的整體服務能力。今天億速云給大家介紹下LVS負載均衡群集概念的一些詳細解答
在各種互聯網應用中，隨著站點對硬件性能、響應速度、服務穩定性、數據可靠性等要求越來越高，單臺云服務器將難以承擔所有的訪問。除了使用價格昂貴的大型機、專用負載分流設備以外，企業中還有另外一種選擇來解決難題，就是構建群集服務器——通過整個多臺相對廉價的普通服務器，以同一個地址提供相同的服務。
在Linux系統中，有一種非常常用的群集技術——LVS（Linux Virtual Server，Linux虛擬服務器）。
博文大綱：
一、群集技術概述；
二、LVS虛擬服務器詳解；
三、NFS共享存儲服務詳解；
群集：表示一群、一串的意思，用在服務器領域則表示大量服務器的集合體，以區分于單個服務器。
根據實際企業環境的不同，群集所提供的功能也各不相同，采用的技術細節也可能各有千秋。然而從整體上來看，需要先了解一些關于群集的共性特征，這樣才能在構建和維護群集的工作中做到心中有數，避免操作上的盲目性。
無論是哪種群集，都至少包括兩臺節點服務器，而對外表現為一個整體，只提供一個訪問入口（域名或IP地址），相當于一臺大型計算機。
根據群集所針對的目標差異，可分為以下三種類型：
- 負載均衡群集（Load Balance Cluster）：，簡稱LB，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、高負載的整體性能。例如：“DNS輪詢”、“應用層交換”、“反向代理”等都可用作負載均衡群集。LB的負載分配依懶于主節點的分流算法，將來自客戶機的訪問請求分擔給多個服務器節點，從而緩解整個系統的負載壓力；
- 高可用群集（High Availability Cluster）：簡稱HA，以提高應用系統的可靠性，盡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。例如：“故障切換”、“雙機熱備”、“多機熱備”等屬于高可用群集技術。HA的工作方式包括雙工和主從兩種模式。雙工即所有節點同時在線；主從則只有主節點在線，但當出現故障時從節點能自動切換為主節點；
- 高性能運算群集（High Performance Computer Cluster）：簡稱HPC，以提高應用系統的CPU運算速度，擴展硬件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。例如：“云計算”、“網格計算”也可視為高性能運算的一種。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。
不同類型的群集在必要的時候可以合并，如高可用的負載均衡群集。
在典型負載均衡群集中，包括三個層次的組件，前端至少有一個負載調度器負責相應并分發來自客戶機的訪問請求；后端由大量真實服務器構成服務器池，提供實際的應用服務，整個群集的伸縮性通過增加、刪除服務器節點來完成，而這些過程對客戶機是透明的，為了保持服務的一致性，所有節點使用共享存儲設備。如圖：
圖中各層的詳細介紹：
- 第一層，負載調度器： 這是訪問整個群集系統的唯一入口，對外使用服務器公有的VIP（虛擬IP）地址，也稱為群集IP地址。通常會配置主、備兩臺調度器實現熱備份、當主調度器失效后平滑替換至備用調度器，確保高可用性；
- 第二層，服務器池：群集所提供的應用服務（如HTTP、FTP）由服務器池承擔，其中每個節點具有獨立的RIP（真實IP）地址，只處理調度器分發過來的客戶機請求。當某個節點暫時失效時，負載調度器的容錯機制會將其隔離，等待錯誤排除以后再重新納入服務器池；
- 第三層，共享存儲：為服務器池中的所有節點提供穩定、一致的文件存取服務，確保整個群集的統一性。在Linux/UNIX環境中，共享存儲可以使用NAS設備，或者提供NFS（網絡文件系統）共享服務的專用服務器；
關于群集的負載調度技術，可以基于IP、端口、內容等進行分發，其中基于IP的負載調度是效率最高的。
基于IP的負載均衡模式中，常見的有：
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，及作為客戶機的訪問入口。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。如圖：
NAT模式的實現步驟可以參考博文：LVS負載均衡群集之構建NAT模式，可跟做！！！
IP隧道：簡稱TUN模式，采用開放式的網絡結構，負載調度器僅作為客戶機的訪問入口，各節點通過各自的Internet連接直接回應客戶機，而不再經過負載調度器。服務器節點分散在互聯網中的不同位置，具有獨立的公網IP地址，通過專用IP隧道與負載調度器相互通信。如圖：
直接路由：簡稱DR模式，采用半開放式的網絡結構，與TUN模式的結構相似，但各節點并不是分散在各地，而是與調度器位于同一個物理網絡。負責調度器與各節點服務器通過本地網絡連接，不需要建立專用的IP隧道。如圖：
DR模式的實現步驟可參考博文：LVS負載均衡群集之構建DR模式，可跟做！！！
以上三種工作模式中，NAT方式只需要一個公網IP地址，從而成為最易用的一種負載均衡模式，安全性也比較好，許多硬件負載均衡設備就采用這種方式，相比較而言，DR模式和TUN模式的負載能力更加強大，使用范圍更廣，但節點的安全性要稍差一些。
Linux Virtual Server是針對Linux內核開發的一個負載均衡的項目，其官方網站是http://www.linuxvirtualserver.org/ 。LVS實際上相當于基于IP地址的虛擬化應用，為基于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內核的一部分，默認編譯為ip_vs模塊，必要時能夠自動調用。在Centos 7系統中，手動加載ip_vs模塊，可以執行以下命令：
[root@localhost ~]# modprobe ip_vs //加載IP_vs模塊
[root@localhost ~]# cat /proc/net/ip_vs //查看IP_vs版本信息
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn針對不同的網絡服務和配置需要，LVS調度器提供了多種不同的負載調度算法，其中最常用的幾種算法：
ipvsadm是在負載調度器上使用的LVS群集管理工具，通過調用ip_vs模塊來添加、刪除服務器節點，以及查看群集的運行狀態。
在CentOS 7系統默認沒有安裝，需要自行安裝！
[root@localhost ~]# yum -y install ipvsadm
[root@localhost ~]# ipvsadm -v
ipvsadm v1.27 2008/5/15 (compiled with popt and IPVS v1.2.1)ipvsadm命令的操作方法：
[root@localhost ~]# ipvsadm -A -t 192.168.1.254:80 -s rr
//群集的VIP地址是192.168.1.254，針對TCP的80端口提供負載分流服務，使用的調度算法是輪詢。命令中各選項的含義：
[root@localhost ~]# ipvsadm -a -t 192.168.1.254:80 -r 192.168.1.100 -m -w 1
//為虛擬服務器添加一個IP為192.168.1.254的真實服務器命令中各選項（及相關選項）的含義：
[root@localhost ~]# ipvsadm -ln
//查看群集節點狀態
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.1.254:80 rr
-> 192.168.1.100:80 Masq 1 0 0
//Forward列對應的是Masq（地址偽裝），表示采用的群集模式為NAT；
ActiveConn列：當前連接數；
InActConn列：正在活動的連接數；[root@localhost ~]# ipvsadm -d -r 192.168.1.100:80 -t 192.168.1.254:80
//從群集中刪除192.168.1.100的節點（-d表示刪除）
[root@localhost ~]# ipvsadm -D -t 192.168.1.254:80
//刪除192.168.1.254這個VIP（也就意味這個群集就沒了）[root@localhost ~]# ipvsadm-save
//查看設置的策略
[root@localhost ~]# ipvsadm-save > 123.txt
//保存策略到指定文件
[root@localhost ~]# cat 123.txt
-A -t 192.168.1.254:http -s rr
-a -t 192.168.1.254:http -r 192.168.1.100:http -m -w 1
//確認保存文件內容
[root@localhost ~]# ipvsadm -C
//清空所有策略
[root@localhost ~]# ipvsadm-restore < 123.txt
//從指定文件導入策略NFS是一種基于TCP/IP傳輸的網絡文件系統協議。通過使用NFS協議，客戶機可以像訪問本地目錄一樣訪問遠程服務器中的共享資源，對于絕大多數的負載均衡群集來說，使用NFS協議來共享數據存儲是非常常見的做法。
NFS服務的實現依賴與RPC機制，已完成遠程到本地的映射過程。需要安裝一下兩個軟件包才能提供NFS共享服務。
[root@localhost ~]# yum -y install nfs-utils
//用于NFS共享發布和訪問
[root@localhost ~]# yum -y install rpcbind
//用于RPC支持[root@localhost ~]# mkdir /a
[root@localhost ~]# touch /a/123.txt
//創建目錄、文件用于測試
[root@localhost ~]# vim /etc/exports
//填寫以下內容（NFS服務的配置文件為/etc/exports）
/a 192.168.1.0(rw,sync,no_root_squash)
或者
[root@localhost ~]# vim /etc/exports
//填寫以下內容（NFS服務的配置文件為/etc/exports）
/a 192.168.1.1(rw,sync,no_root_squash) 192.168.1.10(ro,sync)配置文件中
[root@localhost ~]# systemctl start nfs
[root@localhost ~]# systemctl start rpcbind
//啟動nfs服務、rpcbind服務
[root@localhost ~]# showmount -e
//查看本機發布的共享目錄
Export list for localhost.localdomain:
/a 192.168.1.10,192.168.1.1[root@localhost ~]# showmount -e 192.168.1.2
//查詢NFS服務的發布情況
Export list for 192.168.1.2:
/a 192.168.1.10,192.168.1.1
[root@localhost ~]# mount 192.168.1.2:/a /b
[root@localhost ~]# ls /b
123.txt
//掛載到本地，并查看內容
//如果開啟同步權限，有任何變化，NFS服務器和客戶端會立馬更新內容[root@localhost ~]# vim /etc/fstab
……………… //省略部分內容，填寫以下內容
192.168.1.2:/a /b nfs defaults,_netdev 0 0
//_netdev 建議添加次參數，表示需要網絡支持；如果想在網絡終端的情況下放棄掛載，添加一下參數（soft、intr）實現軟掛載如果大家還有什么地方需要了解的可以在億速云官網找我們的專業技術工程師的，億速云技術工程師在行業內擁有十幾年的經驗了，所以會比小編回答的更加詳細專業。億速云官網鏈接www.mlszssj.com
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