(1).集群技術(shù)的分類
集群技術(shù)主要分為三大類：負載均衡（Load Balance）集群，簡稱LB集群；高可用(High Availability)集群，簡稱 HA 集群；高性能計算(High Perfermance Computing)集群，簡稱 HPC 集群。
(2).常見的LB集群實現(xiàn)手段
而常見的LB集群實現(xiàn)手段為：硬件實現(xiàn)的F5負載均衡器；軟件實現(xiàn)的LVS（4層，傳輸層）和Nginx（7層，應(yīng)用層）。其中，LVS是基于iptables實現(xiàn)（所以使用與iptables類似），由國內(nèi)開發(fā)的開源軟件，其性能優(yōu)于Nginx，但只能實現(xiàn)4層。
(3).LVS的模式和工作原理
LVS提供了三種包轉(zhuǎn)發(fā)方式：NAT（網(wǎng)絡(luò)地址映射）、IP Tunneling（IP隧道）、Direct Rounting（直接路由），分別對應(yīng)NAT模式、TUN模式、DR模式。不同的轉(zhuǎn)發(fā)方式?jīng)Q定了不同的集群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
1）NAT模式介紹
NAT：網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換；DNAT：目標(biāo)地址轉(zhuǎn)換，改變的是目標(biāo)地址；SNAT：源地址轉(zhuǎn)換，改變的是源地址；LVS-NAT：使用SNAT和DNAT完成報文的轉(zhuǎn)發(fā)。
NAT方式可支持任何的操作系統(tǒng)，以及私有網(wǎng)絡(luò)，并且只需一個Internet IP地址，但是整個系統(tǒng)的性能受到限制。因為執(zhí)行NAT每次需要重寫包，有一定的延遲；另外，大部分應(yīng)用有80%的數(shù)據(jù)是從服務(wù)器流向客戶機，也就是用戶的請求非常短，而服務(wù)器的回應(yīng)非常大，對負載均衡器形成很大壓力，成為了新的瓶頸。
2）TUN模式介紹
director（分發(fā)器）分配請求到不同的real server，然后real server處理請求后直接回應(yīng)給用戶，這樣director負載均衡器僅需處理客戶機與服務(wù)器的一半連接。IP Tunneling技術(shù)極大地提高了director的調(diào)度處理能力，同時也極大地提高了系統(tǒng)能容納的最大節(jié)點數(shù)，可以超過100個節(jié)點。real server可以在任何LAN或WAN上運行，這意味著允許地理上的分布，這在災(zāi)難恢復(fù)中有重要意義。服務(wù)器必須擁有正式的IP地址用于與客戶機直接通信，并且所有服務(wù)器必須支持IP隧道協(xié)議。
3）DR模式介紹（最常用的模式）
與TUN模式類似，負載均衡器僅處理一半的連接，避免了新的性能瓶頸，同樣增加了系統(tǒng)的可伸縮性。Direct Routing與IP Tunneling相比，沒有IP封裝的開銷，但由于采用物理層（修改MAC地址）技術(shù)，所有服務(wù)器都必須在一個物理網(wǎng)段。
4）NAT工作原理
客戶端訪問調(diào)度器時，調(diào)度器通過網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換，調(diào)度器重寫請求報文的目標(biāo)地址，根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)度算法，將請求分派給后端的真實服務(wù)器；真實服務(wù)器的響應(yīng)報文通過調(diào)度器時，報文的源地址被重寫，再返回給客戶，完成整個負載調(diào)度過程。
簡單來說可以分為四步：第一步、客戶端請求訪問，源地址：CIP，目標(biāo)地址：VIP；第二步、請求報文到達負載均衡器，源地址：CIP，目標(biāo)地址：RIP；第三步、Real Server接收到報文，處理并響應(yīng)（回頭了），源地址：RIP，目標(biāo)地址：CIP；第四步、負載均衡器收到報文，根據(jù)之前的轉(zhuǎn)發(fā)修改記錄還原報文，源地址VIP，目標(biāo)地址CIP。
CIP：客戶端的IP；VIP：虛擬IP，對外公網(wǎng)IP，負載均衡器（Director）的外網(wǎng)IP；DIP：負載均衡器（Director）的內(nèi)網(wǎng)IP，與服務(wù)器交互的IP；RIP：真實服務(wù)器的IP。
(4).實驗
以下128網(wǎng)段是外網(wǎng)IP，5網(wǎng)段是內(nèi)網(wǎng)IP
youxi1 192.168.5.101，192.168.128.213 負載均衡器（Director）
youxi2 192.168.5.102（網(wǎng)關(guān)為youxi1的內(nèi)網(wǎng)IP） 真實服務(wù)器1
youxi3 192.168.5.103（網(wǎng)關(guān)為youxi1的內(nèi)網(wǎng)IP） 真實服務(wù)器2
1）首先在youxi2和youxi3兩臺真實服務(wù)器上安裝httpd用于測試
[root@youxi2 ~]# yum -y install httpd[root@youxi2 ~]# systemctl start httpd.service[root@youxi2 ~]# echo youxi2 > /var/www/html/index.html[root@youxi3 ~]# yum -y install httpd[root@youxi3 ~]# systemctl start httpd.service[root@youxi3 ~]# echo youxi3 > /var/www/html/index.html
如果是和我一樣使用yum安裝，那么安裝完成后需要將網(wǎng)關(guān)改為192.168.5.101。
2）開啟youxi1的路由轉(zhuǎn)發(fā)功能
[root@youxi1 ~]# vim /etc/sysctl.confnet.ipv4.ip_forward = 1 //添加或修改[root@youxi1 ~]# sysctl -p //重新加載sysctlnet.ipv4.ip_forward = 1
3）安裝ipvsadmin
[root@youxi1 ~]# yum -y install ipvsadm[root@youxi1 ~]# systemctl start ipvsadm.service
4）使用ipvsadm命令設(shè)置規(guī)則
注意：ipvsadm保存的時候會使用短域名，所以需要注意/etc/hosts文件里的短域名和IP配對。
[root@youxi1 ~]# ipvsadm -A -t 192.168.128.213:80 -s rr //-A添加虛擬服務(wù)器，-t服務(wù)器的IP地址和端口，-s指定調(diào)度算法[root@youxi1 ~]# ipvsadm -a -t 192.168.128.213:80 -r 192.168.5.102 -m //-a添加真實服務(wù)器，-r真實服務(wù)器的IP地址和端口，-m使用NAT模式[root@youxi1 ~]# ipvsadm -a -t 192.168.128.213:80 -r 192.168.5.103 -m[root@youxi1 ~]# ipvsadm -Ln //-L列出IPVS表，-n顯示IP和端口IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConnTCP 192.168.128.213:80 rr -> 192.168.5.102:80 Masq 1 0 0 -> 192.168.5.103:80 Masq 1 0 0[root@youxi1 ~]# ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm //保存，也可以使用ipvsadm -S[root@youxi1 ~]# cat /etc/sysconfig/ipvsadm-A -t youxi1:http -s rr-a -t youxi1:http -r youxi2.cn:http -m -w 1-a -t youxi1:http -r 192.168.5.103:http -m -w 1
-s選項能夠調(diào)用的算法有rr（表示round-robin，輪詢）、wrr、lc、wlc（加權(quán)最小連接）、lblc、lblcr、dh、sh、sed、nq，默認(rèn)調(diào)度的是wlc。
調(diào)用算法詳細請看：https://blog.csdn.net/weixin_40470303/article/details/80541639
5）注意，如果防火墻是打開的記得添加端口號
[root@youxi1 ~]# firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=80/tcpsuccess[root@youxi1 ~]# firewall-cmd --reloadsuccess[root@youxi2 ~]# firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=80/tcpsuccess[root@youxi2 ~]# firewall-cmd --reloadsuccess[root@youxi3 ~]# firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=80/tcpsuccess[root@youxi3 ~]# firewall-cmd --reloadsuccess
6）測試
刷新
如果再刷新又會變?yōu)閥ouxi2。
(5).ipvsadm的常用命令
ipvsadm -Ln查看規(guī)則，顯示內(nèi)核虛擬服務(wù)器表
[root@youxi1 ~]# ipvsadm -LnIP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConnTCP 192.168.128.213:80 rr -> 192.168.5.102:80 Masq 1 0 3 -> 192.168.5.103:80 Masq 1 0 1
ipvsadm -Lnc查看客戶端連接分發(fā)器和真實服務(wù)器的情況
[root@youxi1 ~]# ipvsadm -LncIPVS connection entriespro expire state source virtual destinationTCP 00:50 SYN_RECV 192.168.128.137:49464 192.168.128.213:80 192.168.5.103:80TCP 00:50 SYN_RECV 192.168.128.137:49467 192.168.128.213:80 192.168.5.103:80TCP 00:26 SYN_RECV 192.168.128.137:49433 192.168.128.213:80 192.168.5.103:80TCP 00:50 SYN_RECV 192.168.128.137:49465 192.168.128.213:80 192.168.5.102:80TCP 00:26 SYN_RECV 192.168.128.137:49432 192.168.128.213:80 192.168.5.102:80
還有ipvsadm -Ln --stats查看分發(fā)情況和ipvsadm -Ln --rate查看速率
[root@youxi1 ~]# ipvsadm -Ln --statsIP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)Prot LocalAddress:Port Conns InPkts OutPkts InBytes OutBytes -> RemoteAddress:PortTCP 192.168.128.213:80 23 8807 782 627655 38778 -> 192.168.5.102:80 11 5357 524 404849 26620 -> 192.168.5.103:80 12 3450 258 222806 12158[root@youxi1 ~]# ipvsadm -Ln --rateIP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)Prot LocalAddress:Port CPS InPPS OutPPS InBPS OutBPS -> RemoteAddress:PortTCP 192.168.128.213:80 0 0 0 0 0 -> 192.168.5.102:80 0 0 0 0 0 -> 192.168.5.103:80 0 0 0 0 0
ipvsadm -Z清空當(dāng)前虛擬服務(wù)器計數(shù)器（連接數(shù)等信息）；ipvsadm -C清空所有規(guī)則。
來源：https://www.icode9.com/content-4-333001.html
