集群及lvs基础知识

1.什么是集群:2.集群分类3.Ivs的作用4.Ivs的4种模式及原理5.Ivs的13种算法方案 2sh 源地址哈希调度使用静态 sh 算法基于客户端源 IP 哈希永久绑定 RS适合固定公网 IP 用户。6.Ivs的多端口轮询问题解决方案7.Ivs的会话粘滞解决方案1.集群是将多台独立服务器通过网络组合成一个整体对外提供服务对外表现为单一虚拟节点分担流量、提升并发、实现故障容错单台机器宕机不影响整体业务。2.集群分为LB 负载均衡集群、HA 高可用集群、HP 高性能集群四层转发。工作在 TCP/IP 四层仅处理 IP 端口不解析 HTTP 应用层转发速度极快百万级并发无压力流量调度接收用户请求根据调度算法转发给后端真实服务器 RS虚拟 IP 对外统一 VIP 对外提供服务用户只访问虚拟 IP无感知后端多台机器健康检测配合 Keepalived 自动下线故障后端节点高吞吐低消耗内核转发不占用用户进程 CPU性能远超七层 Nginx3。LVS是内核级四层负载均衡由章文嵩博士开发集成在 Linux 内核 ipvs 模块。4.模式 1NAT 网络地址转换原理用户请求客户端 IP → LVS-VIP调度器修改数据包目标 IP为后端 RS 内网 IP转发给真实服务器RS 回包源 IP 是内网 RSIP数据包必须经过 LVS 调度器调度器修改回包源 IP为 VIP返回客户端模式 2DR 直接路由原理请求报文客户端→LVS-VIP调度器仅修改二层 MAC 地址转发给 RSRS 本地配置 VIP 环回网卡接收目标为 VIP 的数据包处理响应报文不经过 LVSRS 直接把数据包回复给客户端流量分离模式3TUN IP 隧道原理LVS 将用户原始 IP 数据包封装一层新 IP 隧道头转发给跨网段 RSRS 解封装隧道识别内部 VIP 数据包处理RS 直接回包客户端不经过 LVS模式 4FULLNAT 全网络地址转换原理内核 3.2 新增请求LVS 同时修改源 IP 目标 IP客户端 IP 转为调度器内网 IP目标 VIP 改为 RSIP回包RS 回复调度器内网 IP调度器再转换源 VIP、目标客户端 IP 返回5.分为静态算法和动态算法一、静态调度4 种rr 轮询请求依次平均分给每台 RS不考虑服务器性能差异wrr 加权轮询给 RS 配置权重权重越高分到请求越多dh 目标地址哈希根据客户端目标 IP 哈希同一 IP 固定分配同一 RSsh 源地址哈希根据客户端源 IP 哈希同一个用户 IP 永远访问同一 RS二、动态调度9 种自动感知负载lc 最小连接优先分配给当前活跃连接数最少的 RSwlc 加权最小连接活跃连接 / 权重比值最小的 RS 优先分配生产最常用lblc 基于本地最小连接目标 IP 哈希 最小连接缓存业务专用lblcr 带复制本地最小连接lblc 升级支持缓存复制sed 最短预期延迟(连接数 1)*1000 / 权重数值越小优先分配nq 永不排队空闲 RS 直接分配无空闲再走 sed 算法fo 加权故障检测 RS 故障次数故障多的降低分配优先级ovf 溢出调度pe 持久化均衡会话持久专用调度6.方案 1fwmark 防火墙标记iptables 给所有业务端口统一打上相同标记iptables -t mangle -A PREROUTING -d 192.168.1.10 -p tcp --dport 80 -j MARK --set-mark 10 iptables -t mangle -A PREROUTING -d 192.168.1.10 -p tcp --dport 443 -j MARK --set-mark 10ipvs 基于标记创建一条虚拟服务不再区分端口ipvsadm -A -f 10 -s wlc ipvsadm -a -f 10 -r 192.168.1.2:80 -g ipvsadm -a -f 10 -r 192.168.1.3:80 -g方案 2统一源哈希 sh 调度每条端口规则配置 sh 源哈希同一客户端 IP 固定分配同一 RS缺点哈希倾斜流量不均。7.方案 1ipvs 持久化连接创建虚拟服务时添加-pipvsadm -A -t 192.168.1.10:80 -s wlc -p 300方案 2sh 源地址哈希调度使用静态 sh 算法基于客户端源 IP 哈希永久绑定 RS适合固定公网 IP 用户。方案 3fwmark 多端口 持久化多端口业务结合防火墙标记 持久化80/443 共用会话绑定。方案 4应用层统一会话存储不依赖 LVS 会话保持后端所有 RS 共享 session 存储Redis/Memcached 统一存放登录会话所有机器读取同一会话数据完美规避四层粘滞缺陷分布式系统标准方案。