集群之LVS的三种模式详细步骤-linux安全运维_跨零代码

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Cluster原理
集群的总类:
1.负载均衡集群(LB:Load Banlancing):实现将一个访问量或者任务量特别大的应用,给他
平均分配到不同的服务器上面,以提供高容量、大并发。
2.高可用集群(HA:High Avalibility):将多台计算机组合起来,避免一个服务因某台机器
出现故障,而导致服务中断的,在于保障服务的可持续性。
3.高性能集群(HP:High Performance)又叫科学运算集群:解决复杂的计算,组合起来的集群,一般要很大量
的计算机组成。suse用的比较多
 
集群分别代表的软件
LB:负载均衡集群(LB:Load Banlancing)
lvs(Linux Virtual Serverlinux虚拟服务器):提供更高的吞吐率、提供冗余、更灵活的实用性
   lvs:ipvsadm(工作在用户空间)/(ipvs工作在内核空间)和iptables/netfilter类似
  
   lvs的四个ip地址
    1)Virtual IP address(VIP):面向用户提供服务的地址
    2)Real IP address(RIP):real server的ip地址
    3)Director’s IP address(DIP):director与real server连接的ip地址,DIP是配置在director上面
    4)Client computer’s IP address(CIP): 客户端地址
 拓扑图:                            (ip4)web server1
                        [LVS]       /
    user(ip1)—-(ip2)director(ip3)
                                    /
                                     (ip5)web server2
 
     ip1表示CIP,ip2表示VIP,ip3表示DIP,ip4和ip5表示RIP
   
   lvs的三个种类(或者三个模型)
     1)NAT:Network address translation网络地址转换(LVS-NAT)—>目标地址转换
        如何实现:
                CIP–>VIP             DIP–>RIP
        Client————->Director————->Cluster node(server)
             <————-        <————-
                CIP<–VIP             DIP<–VIP
       NAT模型一般承受5-6台server node
 
        拓扑图:
                                     (ip4)web server1
                        [LVS]       /
     user(ip1)—-(ip2)director(ip3)
                                    /
                                     (ip5)web server2
     请求的过程:user[S(CIP)D(VIP)]——>director[S(CIP)D(RIP)]—–>web 
         涉及到目标地址转换(DNAT)
      回复的过程:web—–>director[S(RIP)D(CIP)]—–>user[S(VIP)D(CIP)]
         涉及到源地址转换(SNAT)  
      web server 的网关是指向director的DIP。 
        NAT模型的要求:集群节点必须在同一个网段当中,即DIP与RIP在同一个网段;RIP通常使用私有IP
           地址,仅用于和DIP地址进行通信;director将处理在客户端与server之间的所有通信;server
           必须把DIP设置为默认的网关;director可以实现端口映射,即VIP的端口和RIP的端口可以不一
           样;server可以使用任意的操作系统;director所能支持的server的数量不多;
  
     2)Direct routing:直接路由(LVS-DR)使用最多的模型,用于生产环境中
        DR模式可以承受上百台server
     拓扑图:
                                   web server1
                                 (RIP)—–> 虚拟一个VIP
                                 /
 user(CIP)——router——–switch—-(VIP/DIP)director
                                 /
                                 (RIP)—-> 虚拟一个VIP
                                web server2
       请求的过程:user[S(CIP)D(VIP)]——>director[S(CIP)D(VIP)]—–>web 
       回复的过程web——->user[S(VIP)D(CIP)]
     DR模型中web server和director都有两个IP,server是RIP和VIP,每个server的VIP都一样,但是RIP
      不一样。
     DR模型的要求:server必须和director在同一个物理网络上;RIP可以使用公网地址,使用公网地址的好处
     如果director出现故障,可以用dns的A记录来指向server的RIP;director仅处理发来的请求,响应的请求
     将不在通过director;通常server的网关一定不能指向director;director不能做端口映射,server可以
     使用任意的操作系统;director能支持大量的server;
 
     3)IP tunneling:IP隧道(LVS-TUN)
 
   拓扑图:
                                     (RIP)web server1
                                    /
 user(CIP)——router——–network cloud—-(VIP/DIP)director
                                    /
                                     (RIP)web server2
       请求的过程:user[S(CIP)D(VIP)]——>director[S(DIP)D(RIP)]—–>web
                                             把源[S(CIP)D(VIP)]进行了封装成DIP
       回复的过程:web[S(VIP)D(CIP)]—–>user
                     把从director接受到的包解分装,发现源是director的VIP,目的是
                     user的CIP
      TUN模型的要求:server和director在不同的网络上;RIP必须是公网IP地址;director只
      需要处理传来的请求,同时响应的数据包一定不能经过director;director不能做端口映射;
      只有支持IP隧道的操作系统才能是server
 
director的调度server的方法:
1)静态调度方法:fixed Scheduling Methods指director在选举server的时候不会考虑这个server当前
   的连接的活动状态。
代表算法
   RR(Round-robin)轮叫算法
   WRR(Weighted round-robin)加权轮叫算法—>适合server的硬件不同和性能不同
   DH(Destination hashing)目标地址哈希算法—->将同一个ip地址的请求发给同一个server,应                           用的server为sqiud server 缓存服务器
   SH(Source hashing)源地址哈希算法—->适合公司很多员工,然后自己上网的外接口有两个
2)动态调度方法:dynamic scheduling methods指director每选举server的时候会判断这个server当前连接
   状态是不是很多,如果很多则排除在外,然后选择那些连接状态比较少的,如果连接状态都一样多,那就选择排在最上面的。
  TCP连接  活动状态的标识是established并且有数据传输,非活动状态的标识是非established状态的连接,连接还没有断开,但是已经不在传输数据了。还有一种就是根本没有连接
代表算法
   LC(Least-connection)最少连接数—->每当一个新的请求连接进来,director会查看每个                            server上当前处于活动状态的个数和处于非活动状态的个数,计算方法                          overhaed(当前的负载个数)=10(处于活动状态的个数)*256+10000(非活                          动状态),首先那个server的overhead个数少就选那个server,如果                        server的overhead相同,那就选择排列在server列表的最上方的一个server。
  WLC(Weight Least-connection)是最优算法,也是默认的算法,计算方法overhead/weight(权重)
  SED(Shortst Expected Delay)最少期望延迟—->是WLC的改进算法,在算overhaed值的时候不考                              虑非活动状态的值,计算方法overhaed=(n+1)*256/weight,n表示                              活动的个数,weight表示权重。
  NQ(Never Queue)从不排队—->对SED的算法的改进,先不管overhaed是多少,只要有server的连                   接状态为0,则会给你一个连接个数。
  LBLC(Locality-Based Least-Connection)基于本地的最少连接,是DH算法的动态调度。
  LBLCR(Locality-Based Least-Connection with Replication Scheduing)带复制的基于本地的最                        少连接,时候director后面接cache服务器的,在接后面的server
 
 
LVS的实验:NAT模式
拓扑图:
                                     (ip4)web server1
                        [LVS]       /                 /
     user(ip1)—-(ip2)director(ip3)                  ====nfs(来共享文件)  
                                    /                 /
                                     (ip5)web server2
 
ip地址规划
 
保证web server的数据一致—->1.rsync实现文件级别的同步,效率不高
                             2.drbd基于主机的磁盘镜像,高可用集群中用到  
                             3.share storage共享存储 a.DAS直接附加存储  b.NAS(nfs、                                    samba)文件服务  c.SAN存储区域网络,本身具有冗余
 
1.看内核是否支持ipvs
grep -i ‘ip_vs’ /boot/config-2.6.32-71.el6.i686 
CONFIG_IP_VS=m
CONFIG_IP_VS_IPV6=y
# CONFIG_IP_VS_DEBUG is not set
CONFIG_IP_VS_TAB_BITS=12
CONFIG_IP_VS_PROTO_TCP=y
CONFIG_IP_VS_PROTO_UDP=y
CONFIG_IP_VS_PROTO_AH_ESP=y
CONFIG_IP_VS_PROTO_ESP=y
CONFIG_IP_VS_PROTO_AH=y
CONFIG_IP_VS_RR=m
CONFIG_IP_VS_WRR=m
CONFIG_IP_VS_LC=m
CONFIG_IP_VS_WLC=m
CONFIG_IP_VS_LBLC=m
CONFIG_IP_VS_LBLCR=m
CONFIG_IP_VS_DH=m
CONFIG_IP_VS_SH=m
CONFIG_IP_VS_SED=m
CONFIG_IP_VS_NQ=m
CONFIG_IP_VS_FTP=m
 
2.拓扑规划ip
Client:
ip1(CIP)=192.168.1.1
 
Director:
ip2(VIP)=192.168.1.10 gw=192.168.1.1
ip3(DIP)=192.168.14.50
 
Web server1:
ip4(RIP)=192.168.14.51 gw=192.168.14.50
 
Web Server2:
ip5(RIP)=192.168.14.52 gw=192.168.14.50
 
3.Diretor的配置:
ifconfig eth0 192.168.1.10/24
ifconfig eth1 192.168.14.50
route add default gw 192.168.1.1
iptables -F
a)yum -y install ipvsadm
b)man ipvsadm
ipvsadm -D -t|u|f service-address  删除集群服务
ipvsadm -C    清空集群服务的
ipvsadm -R 
ipvsadm -S [-n]  显示统计数据的
ipvsadm -d -t|u|f service-address -r server-address  从集群服务里面删除real server的
ipvsadm -L|l [options]  显示状态表或者查看
ipvsadm -Z [-t|u|f service-address]  清空计数器的
ipvsadm –set tcp tcpfin udp  设置超时时间
ipvsadm –start-daemon state [–mcast-interface interface]
        [–syncid syncid]
ipvsadm –stop-daemon state
ipvsadm -h  帮助
  1.定义一个集群服务:
       ipvsadm -A|E -t|u|f service-address [-s scheduler]
               [-p [timeout]] [-O] [-M netmask]   定义集群服务
 解释:-A|E -A表示add,E表示修改  
-t|u|f t(后面可接端口号)表示tcp协议,u(后面可接端口号)表示udp协议,f表示firewall-mark   
service-address服务地址即director (VIP)
-s指明调度方法(默认是WLC)

    eg:ipvsadm -A -t  192.168.1.112:80 -s rr
  
  2.向此集群服务器添加RealServer  
       ipvsadm -a|e -t|u|f service-address -r server-address
               [-g|i|m] [-w weight] [-x upper] [-y lower]   向集群服务添加real server的
    解释:-a|e -A表示add,E表示修改  
-t|u|f t(后面可接端口号)表示tcp协议,u(后面可接端口号)表示udp协议,f表示firewall-mark   
service-address服务地址 director
        -r 指明real server的地址 server-address
      [-g|i|m] g表示直接路由模型 i隧道模型  m表示nat模型   默认是-g DR模型
        -w 表示权重 可以省略,省略表示1,选择这个之前你的算法可以支持权重
-x 连接的个数的上限
-y  连接的个数的下限

eg:ipvsadm -a -t 192.168.1.112:80 -r 192.168.14.51 -m -w 1
   ipvsadm -a -t 192.168.1.112:80 -r 192.168.14.52 -m -w 2 

 
c)设置转发
sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1
or
sed -i ‘/net.ipv4.ip_forward/s/0/1/’  /etc/sysctl.conf 
sysctl -p
 
4.Web Server1的配置:
ifconfig eth0 192.168.14.51/24
route add default gw 192.168.14.50
a)yum -y install httpd
b)sed -i ‘$a ServerName 192.168.14.51:80’ /etc/httpd/conf/httpd.conf
c)echo “this is web1 server” >> /var/www/html/index.html
d)service httpd restart
 
5.Web Server 的配置
ifconfig eth0 192.168.14.52/24
route add default gw 192.168.14.50
a)yum -y install httpd
b)sed -i ‘$a ServerName 192.168.14.52:80’ /etc/httpd/conf/httpd.conf
c)echo “this is web2 server” >> /var/www/html/index.html
d)service httpd restart
 
 
LVS:DR模型
     拓扑图:
                                   web server1
                                 (RIP)—–> 虚拟一个VIP
                                 /
 user(CIP)——router——–switch—-(VIP/DIP)director
                                 /
                                 (RIP)—-> 虚拟一个VIP
                                web server2
 
 
1.规划ip
Client:
CIP=172.16.1.1
 
director:
VIP=172.16.1.100—->eth0:1(虚拟的ip)
DIP=172.16.1.200—>eth0
 
web server1:
VIP=172.16.1.100(指向director的VIP) —> lo:1 (虚拟的ip)  gw可以不配置 配置一定不能指向director的DIP上面
RIP=172.16.1.10—->eth0
 
web server2:
VIP=172.16.1.100—> lo:1 (虚拟的ip)   gw可以不配置 配置一定不能指向director的DIP上面
RIP=172.16.1.20—->eth0
 
 
director的配置:
ifconfig eth0 172.16.1.200/24
ifconfig eth0:1 172.16.1.100 broadcast 172.16.1.100 netmask 255.255.255.255 up
route add -host 172.16.1.100 dev eth0:1
yum -y install ipvsadm
ipvsadm -A -t 172.16.1.100:80 -s wlc
ipvsadm -a -t 172.16.1.100:80 -r 172.16.1.10 -w 2 -g
ipvsadm -a -t 172.16.1.100:80 -r 172.16.1.20 -w 2 -g
 
web server1的配置:
ifconfig eth0 172.16.1.10/24
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
ifconfig lo:1 172.16.1.100 broadcast 172.16.1.100 netmask 255.255.255.255 up
route add -host 172.16.1.100 dev lo:1
yum -y install httpd
sed -i ‘$a ServerName 172.16.1.10:80’ /etc/httpd/conf/httpd.conf
echo “this is web1 server” >> /var/www/html/index.html
service httpd restart
 
web server2的配置:
ifconfig eth0 172.16.1.20/24
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
ifconfig lo:1 172.16.1.100 broadcast 172.16.1.100 netmask 255.255.255.255 up
route add -host 172.16.1.100 dev lo:1
yum -y install httpd
sed -i ‘$a ServerName 172.16.1.20:80’ /etc/httpd/conf/httpd.conf
echo “this is web2 server” >> /var/www/html/index.html
service httpd restart
 
 
DR模型的脚本
        Real(web) server script
vim /etc/init.d/real
##################
#!/bin/bash
#script to start lvs-dr web server
. /etc/rc.d/init.d/functions
read -p “please input a ip for set up real server VIP:” VIP
case “$1” in
start)
/sbin/ifconfig lo down
/sbin/ifconfig lo up
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
/sbin/ifconfig lo:1 $VIP broadcast $VIP netmask 255.255.255.255 up
/sbin/route add -host $VIP dev lo:1
;;
stop)
/sbin/ifconfig lo:1 down
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
;;
status)
islothere=`/sbin/ifconfig lo:1 | grep $VIP`
isrothere=`netstat -rn | grep “lo:1” | grep $VIP`
if [ ! “islothere” -o ! “isrothere” ];then
   echo “LVS-DR real server Stopped.”
else
   echo “LVS-DR real server Running.”
fi
;;
*)
echo ” Usage: $0 (start|status|stop)”
exit 1
;;
esac
###########保存退出 +x
service real start|stop|status
 
 
    director script
vim /etc/init.d/ipvs
######
#!/bin/bash
#script to start lvs-dr director server
. /etc/rc.d/init.d/functions
VIP=
RIP1=
RIP2=
PORT=80
case “$1” in
start)
/sbin/ifconfig eth0:1 $VIP broadcast $VIP netmask 255.255.255.255 up
/sbin/route add -host $VIP dev eth0:1
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
/sbin/iptables -F
/sbin/ipvsadm -C
ipvsadm -A -t $VIP:$PORT -s wlc
ipvsadm -a -t $VIP:$PORT -r $RIP1 -w 2 -g
ipvsadm -a -t $VIP:$PORT -r $RIP2 -w 2 -g
/bin/touch /var/lock/subsys/ipvsadm &> /dev/null
;;
stop)
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
/sbin/ipvsadm -C
/sbin/ifconfig eth0:1 down
/sbin/route del $VIP
/bin/rm -f  /var/lock/subsys/ipvsadm
echo “ipvs is stopped….”
;;
status)
if [ ! -e /var/lock/subsys/ipvsadm ];then
   echo “ipvsadm is stopped…”
else
   echo “ipvsadm is running…”
   ipvsadm -L -n
fi
;;
*)
echo “$0: Usage: $0 (start|status|stop)”
exit 1
;;
esac
######保存退出 +x
service ipvs start|stop|status

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