- 企业群集应用概述
- 群集的含义
- 问题
- 应用场景出现高并发的解决方案
- 解决方法
- 企业群集分类
- 根据群集所针对的目标差异，可分为三种类型
- 负载均衡群集（Load Balance Cluster）
- 高可用群集（High Availability Cluster）
- 高性能运算群集（High Performance Computer Cluster）
- 负载均衡群集架构
- 负载均衡的结构
- 第一层，负载调度器（Load Balancer 或 Director）
- 第二层，服务器池（Server Pool）
- 第三层，共享存储（Share Storage）
- 负载均衡群集架构
- 负载均衡的结构
- 负载均衡群集工作模式分析
- NAT 模式
- 地址转换
- TUN 模式
- IP 隧道
- DR 模式
- 直接路由
- 关于 LVS 虚拟服务器
- Linux Virtual Server
- LVS 的负载调度算法
- 轮询（Round Robin）
- 加权轮询（Weighted Round Robin）
- 最少连接（Least Connections）
- 加权最少连接（Weighted Least Connections）
- 使用 ipvsadm 工具
- LVS 群集创建与管理
- NFS共享存储服务
- Network File System，网络文件系统
-
Cluster，集群、群集。
-
由多台主机构成，但对外只表现为一个整体，只提供一个访问入口（域名与 IP 地址），相当于一台大型计算机。
目前的网站多数是7x24小时提供不同断网络服务，如果仅采用单点服务器对外提供网络服务，那么在出现单点故障时，将导致整个网络服务中断。这时我们需要部署集群架构，最终将成百上千台主机有机地结合在一起，以满足当前大数据时代的海量访问负载。
- 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。
- 添加配置：加CPU、内存、带宽、SSD向上拓展；都只能解决一时的问题，不能解决持久的问题。
- 添加服务器：可添加多台服务器；比如4台服务器，使用多台服务器同时为用户提供服务，而向外拓展：就是集群。
解决方法高可用就是主机挂了，数据直接往备用主机流动
-
使用价格昂贵的小型机、大型机。
-
使用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）
- 负载均衡群集
- 高可用群集
- 高性能运算群集
-
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
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。例如，“DNS轮询”、“反向代理”等。
高可用群集（High Availability Cluster）阿里云使用的就是 [SLB] 。
- 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
- 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。
- 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。
群集所提供的应用服务、由服务器承担，其中每个节点具有独立的 RIP 地址（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，确保整个集群的统一性。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。
负载调度器就是代理 Nginx
服务器池就是后端真实的 IP 地址（真实服务器）
upstream tomcat_server {ip:port location}进行匹配跳转到 upstream 地址池中也是服务器的池所映射的后端节点tomcat
共享存储就是 NFS ；就是存储空间
负载均衡群集架构
负载均衡的结构
负载均衡群集工作模式分析
- 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
- 地址转换
- IP 隧道
- 直接路由
- 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 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
原理：首先负载均衡器接收到客户的请求数据包时，根据调度算法决定将请求发送给哪个后端的真实服务器（RS）。然后负载均衡器就把客户端发送的请求数据包的目标 IP 地址及端口改成后端真实服务器的 IP 地址 （RIP）。真实服务器响应完请求后，查看默认路由，把响应后的数据包发送给负载均衡器，负载均衡器在接受到响应包后，把包的源地址改成虚拟地址（VIP）然后发送回给客户端。
优点：集群中的服务器可以使用任何支持 TCP/IP 的操作系统，只要负载均衡器有一个合法的 IP 地址。
缺点：扩展性有限，当服务器节点增长过多时，由于所有的请求和应答都需要经过负载均衡器，因此负载均衡器将成为整个系统的瓶颈。
TUN 模式 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
- 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
- 针对 Linux 内核的负载均衡解决方案
- 1998年5月，由我国的章文嵩博士创建
- 官方网站：http://www.linuxvirtualserver.org/
- 将收到的访问请求按照顺序轮流分配给群集中的各节点（真实服务器），均等地对待每一台服务器，而不管服务器实际的连接数和系统负载
- 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，分配的请求数越多
- 保证性能强的服务器承担更多的访问流量
- 根据真是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
- 在服务器节点的性能差异较大时，可以为真实服务器自动调整权重
- 性能较高的节点将承担更大比例的活动连接负载
| 选项 | 说明 |
|---|---|
| -A | 添加虚拟服务器 |
| -D | 删除整个虚拟服务器 |
| -s | 指定负载调度算法（轮询：rr、加权轮询：wrr、最少连接：lc、加权最少连接：wlc） |
| -a | 表示添加真实服务器（节点服务器） |
| -d | 删除某一个节点 |
| -t | 指定 VIP 地址及 TCP 端口 |
| -r | 指定 RIP 地址及 TCP 端口 |
| -m | 表示使用 NAT 群集模式 |
| -g | 表示使用 DR 模式 |
| -i | 表示使用 TUN 模式 |
| -w | 设置权重（权重为 0 时表示暂停节点） |
| -p 60 | 表示保持长连接 60 秒 |
| -l | 列表查看 LVS 虚拟服务器（默认为查看所有） |
| -n | 以数字形式显示地址、端口等信息，常与“ -l ” 选项组合使用。ipvsadm -ln |
- 依赖于RPC（远端过程调用）
- 需安装 nfs-utils、rpcbind 软件包
- 系统服务：nfs、rpcbind
- 共享配置文件：/etc/exports
