lvs介绍

1Linux集群及系统扩展的方式概述

集群是有多台服务器组织在一起，一起工作，因为单台服务器的并发响应能力是有限的，响应处理能力也是有限的所有有了集群的出现

在系统扩展有2种方法：

　　1 向上扩展：是指换一台性能更高的服务器来取代现有服务器，但这样子因为单台的服务器运算性能是有限的，而且这样造价相当昂贵。

　　2向外扩展：是指多增加一台服务器来分担现服务器的工作。

2Linux集群类型及调度方法详解

集群的类型有：

　　1 lvs：负载均衡：将客户端的请求通过一定的调度算法分发给不同的后端服务器来处理

　　　　注意在lvs如果一个客户发送请求，被分发给后端某一个服务器上，当这个客户端再次发送请求时，可能会被发送的另一台后端的服务器上，这样一次的会话内容信息就会丢失，为了解决这一问题有一下几种方法：

　　　　　　1 做静态绑定，将同一台客户端的请求分发给同一台后端服务器上，但这样一来就破坏的负载均衡的意义

　　　　　　2 在后端服务器的后面做共享存储，如结构化数据可以存放在mysql等关系型数据库中，非结构化数据如图片存放在nfs当中，

　　　　　　3 在后端服务器之间做信息的共享

　　2 HA：高可用集群：它具有冗余性注重服务器的在线使用时间指高可用性 MTBF (平均无故障时间)/MTBF+MTTR(故障修复时间)

　　3 HP：高性能集群是把计算量分隔出去

负载均衡的调度算法：

1 通过硬件设备实现调度：如 big-ip   A10 等硬件设备

2 通过软件层来实现调度：

　　常用的软件调度：

　　　　lvs：它是工作在传输层 内核空间的 所以他响应并发是不受到套接字的限制，但是他没有客户端工具，调度能力有限不能完成更高级的调度设置，所以通常用lvs做一级调度，用nginx来最二级调度。

　　       我们知道iptables是指定规则的用户空间工具，在iptables有5个链；

一般数据的流向是2种：1 prerouting------input----到用户空间------output  -------postrouting

　　　　　　　　　　               2 prerouting ------forward ------------------------------------postrouting

但lvs 工作在input链上，它的工作数据流：prerouting -----------input--------------postrouting

ipvs框架是来判断是否是集群的，若是直接交给postrouting ，管理工具是ipvsadm

　　　　Nginx和haproxy是应用层的程序不过他们可以模拟工作在传输层

　　      http  fastcgi  ats   perlbal  工作在应用层

3 lvs常见的四种集群lvs-nat、lvs-dr、lvs-tun、lvs-fullnat优点及使用场景

lvs 常见的有四种类型：

　　1 lvs—nat：

1修改请求报文的目标ip将客户端的vip改为后端服务器的rip ，进行分发它请求响应都需要经过director， 由于请求和响应都经director，所以调度器容易成为集群瓶颈

2 rip与dip必须同一网段 rip的网关指向dip

3支持端口映射，可以修改请求报文的目标端口

4 vs必须是linux系统， rs可以是任意

　　2 lvs-dr ：直接路由：通过封装的MAC地址进行响应，

　　　　   1 Director与rs 都接在同一个交换机上 ，客户端：通过广播方式得到vs的MAC地址，封装原MAC 和目标MAC 传给director，Director：在将原MAC地址为dip所在接           口的MAC 目标mac给为rs的rip网口的 MAC地址 派发给rs 而客户端请求时的原ip和目标ip不变 、，Rs 接收到后应为rs上也配有vip所以将直接响应客户端，不再经过      　　director

但有个问题：

1此处：在客户端广播是，rs的vip地址不做响应

2在接入这个网络后vip不做通过，防止ip冲突

　　实现的办法有：

1 arptables  /  nftables  来写规则阻断

2 在linux内核中有两个参数来设置 arp_announce =2   arp_ignore =1

3 做与director做静态绑定，

1 rs的rip可以做私网地址也可以做公网地址，与dip在同一网络 rip网关不指向dip

2  rs与director在同一个物理网络

3请求报文经过director 响应不经过director

4 并不支持端口映射

3 lvs-tun：隧道： 在原ip报文外面在封装一个ip首部 不修改请求报文首部而是在原ip报文外再封装一个ip首部，将报文发送为rs

1 dip  vip   rip  都在公网地址

2rs的网关不指向dip

3请求报文经过director 响应报文不经过director

4不支持端口映射

5 rs的os系统必须支持隧道功能

　　4lvs-fullnat：非标准的 可以是跨机房在director上有个nat追加表，可以根据nat表的记录进行将ip的修改

请求响应都经过director

　　　　 1 vip公网地址 ，rip 和dip 是私网地址且同常不在同一网络中

2 rs收到请求的源地址是dip  只需响应给director 再由director响应给客户端

3 请求和响应都经过director

4 支持端口映射

调度算法：根据调度时是否考虑各rs当前负载状态可以分为静态和动态

　　静态： 仅根据算法自身进行调度

1 RR: 轮询

2WRR： 加权轮询

3SH：实现session  sticy  源ip地址hash表将来自同一ip地址请求始终发送给之前的同一个rs 实现会话绑定。

4 DH 目标地址哈希：将发往同一目标地址的请求始终转发到第一次的rs上

动态方法： 主要根据每个RS当前的负载状态和调度算法进行调度

　　  1 LC： 最小连接  当overhead  值最小的    Overhead = activconns * 256 + inctiveconns

2 WLC： 加权最小连接    Overhead = （activconns * 256 + inctiveconns）/weight

3 SED：小的值挑出  权重大的挑中  Overhead=（activeconns + 1） * 256 /weight

4 NQ：从不排队

5 LBLC：动态的DH算法

6LBLR：带复制功能的LBLC