1、羣集的類型
①負載均衡羣集（Load Balancer）：提高應用系統的響應能力，減少延遲，獲得高併發、高負載；負載的分配依賴於主節點的分流算法，將客戶機的請求分擔給多個節點服務器
②高可用羣集（High Available）：提高應用系統的可靠性，減少中斷時間，達到高可用性；
HA包括雙工、主從兩種工作模式，雙工即所有節點可同時在線，主從即只有主節點在線
③高性能運算羣集（High Performance Computer）：提高運算速度、擴展硬件資源和分析能力；HPC的高性能依賴於分佈式運算、並行計算，將多個資源整合在一起
2、負載均衡的分層結構
①負載調度器：羣集唯一入口，對外提供羣集IP地址（虛擬IP，Virtual IP）
②服務器池：提供應用服務的服務器的集合，每個節點具有獨立的RIP（真實IP，Real IP）
③共享存儲：爲所有節點提供穩定、一致的文件存取服務，使用NAS設備或NFS服務器
3、負載均衡的工作模式
①地址轉換模式（NAT）：負載調度器作爲所有節點的網關，既是客戶機訪問的入口，也是節點回應客戶機的出口，各節點使用私有IP地址，安全性高
②IP隧道模式（TUN）：負載調度器僅作爲客戶機訪問的入口，各節點通過各自的Internet連接回應客戶機，不再經過負載調度器，各節點使用獨立公網IP地址，分散在不同位置
③直接路由模式（DR）：與TUN模式類似，負載調度器僅作爲客戶機訪問的入口，各節點通過各自的Internet連接回應客戶機，各節點使用獨立公網IP地址，但各節點並非分散在各地，而是與調度器位於同一個物理網絡
4、LVS虛擬服務器
Linux Virtual Server是針對Linux內核的負載均衡解決方案，由我國的章文嵩博士創建
主要負載調度算法：
①輪詢（Round Robin）：將收到的訪問請求按順序輪流分配給羣集中的各節點，均等對待
②加權輪詢（Weighted Round Robin）：根據服務器的處理能力輪流分配收到的訪問請求
③最少連接（Least Connections）：根據服務器已建立連接數分配，優先分配給連接數少的
④加權最少連接（Weighted Least Connections）：自動調整權重，適應於節點性能差異較大
5、NFS共享存儲服務
①Network File System是基於TCP/IP傳輸的網絡文件系統協議，通過NFS協議，客戶機可以像訪問本地目錄一樣訪問遠程服務器上的共享資源。
②NFS服務依賴於RPC（Remote Process Call）機制，以完成遠程到本地的映射過程，在RHEL6中需要安裝nfs-utils、rpcbind軟件包來提供NFS共享服務，其中nfs-utils用於NFS共享發佈和訪問，rpcbind用於RPC支持
實驗一：構建LVS-NAT負載均衡羣集
實驗環境：一臺win2003、四臺RHEL6
一、基本配置
1、配置各Linux主機名
vi /etc/sysconfig/network
HOSTNAME=lvs.benet.com
vi /etc/hosts
192.168.7.254 lvs.benet.com
2、配置IP地址、網關、關閉iptables
vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
DEVICE=eth0
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=static
IPADDR=172.16.16.172
NETMASK=255.255.255.0
vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1
DEVICE=eth1
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.7.254
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.7.254
rm -f /etc/udev/rules.d/70-persistent-net.rules
reboot --------其他虛擬機配置與之類似
注：①在局域網中或互聯中，linux的主機名不能相同
②VMWare克隆或複製Linux虛擬機後可能會導致找不到eth0網卡等問題，可通過刪除 /etc/udev/rules.d/70-persistent-net.rules文件解決，需重啓系統
③如果各虛擬機網卡MAC地址相同，可在ifcfg-eth0文件中添加
MACADDR=22:22:22:22:22:22配置項，以指定不同的MAC地址
④內部的節點服務器需要指定網關，可添加配置項GATEWAY=192.168.7.254
二、配置負載調度器
1、配置SNAT轉發規則
vi /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
sysctl –p
iptables –F
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.7.0/24 -o eth0 -j SNAT --to-source 172.16.16.172
iptables-save > /etc/sysconfig/iptables
2、加載模塊、安裝LVS羣集管理工具
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
yum -y install vsftpd -----通過FTP配置yum倉庫，方便安裝軟件包
vi /etc/vsftpd/vsftpd.conf
anon_root=/mnt/iso
service vsftpd start
chkconfig --level 35 vsftpd on
rpm -ivh /mnt/iso/Packages/ipvsadm-1.25-9.el6.i686.rpm
3、創建虛擬服務器、添加web節點、保存負載分配策略
service ipvsadm stop -----清除原有策略
ipvsadm -A -t 172.16.16.172:80 -s rr
ipvsadm -a -t 172.16.16.172:80 -r 192.168.7.21:80 -m -w 1
ipvsadm -a -t 172.16.16.172:80 -r 192.168.7.22:80 -m -w 1
ipvsadm -Ln
service ipvsadm save -----保存策略
chkconfig ipvsadm on
注：
①ipvsadm命令用於管理LVS羣集，通過調用ip_vs模塊來添加、刪除服務器節點，以及查看羣集的運行狀態，需要手工安裝ipvsadm-1.25-9.el6.i686.rpm軟件包
②常用選項：
-A 添加虛擬服務器
-t 指定VIP地址及端口號
-s 指定負載調度算法，輪詢rr、加權輪詢wrr、最少連接lc、加權最少連接wlc
-a 添加節點服務器
-d 刪除服務器節點，如ipvsadm -d -t 172.16.16.172:80 -r 192.168.7.21:80
-r 指定各節點RIP地址及端口號
-m 使用NAT羣集模式
-g 使用DR羣集模式
-i 使用TUN羣集模式
-w 設置權重，0表示暫停節點
-L 查看LVS狀態
-n 以數字形式顯示地址、端口等信息
-c 查看各節點負載情況
三、配置NFS服務器
配置yum，方便安裝軟件包
1、安裝ntf-utils、rpcbind軟件包
yum -y install nfs-utils rpcbind
chkconfig rpcbind on
chkconfig nfs on
2、設置共享目錄
mkdir -p /opt/wwwroot
vi /etc/exports
/opt/wwwroot 192.168.7.0/24(rw,sync,no_root_squash)
3、啓動服務並查看發佈的共享目錄
service rpcbind start
service nfs start
netstat -anpt | grep rpcbind -----使用111端口
showmount -e
四、配置節點服務器
1、安裝rpcbind軟件包以實現訪問NFS共享資源
yum -y install nfs-utils rpcbind
service rpcbind start
chkconfig rpcbind on
showmount -e 192.168.7.250 -----查看NFS服務器共享的目錄
注：①如果報錯“clnt_create: RPC: Program not registered”，可能是未修改各Linux主機名或服務器的nfs服務未運行
②如果報錯“clnt_create: RPC: Port mapper failure - Unable to receive:error....”，可能是被服務器上iptables防火牆阻止，關閉防火牆即可
2、掛載NFS共享目錄
mkdir -p /var/www/html
mount -t nfs 192.168.7.250:/opt/wwwroot /var/www/html
vi /etc/fstab
192.168.7.250:/opt/wwwroot /var/www/html nfs defaults,_netdev 0 0
3、安裝httpd軟件包並創建測試頁面
yum –y install httpd
service httpd start
chkconfig httpd on
echo welcome to web! > /var/www/html/index.html
五、測試LVS羣集
在外網主機中訪問http://172.16.16.172進行測試，刷新時可以看到不同的節點提供的內容
在負載調度器上查看
ipvsadm -Ln -----查看節點狀態
ipvsadm –Lnc -----查看負載連接情況
實驗二：構建LVS-DR負載均衡羣集
在DR模式的負載均衡羣集中由於入站、出站數據被分別處理，所以LVS負載調度器和各節點服務器都需要配置有VIP地址，以便響應對整個羣集的訪問；而共享存儲設置一般會放在內部網絡中
一、基本配置
配置各Linux主機名、關閉iptables等
二、配置負載調度器
1、爲eth0、eth1、eth0:0配置IP地址
vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
DEVICE=eth0
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=static
IPADDR=172.16.16.254
NETMASK=255.255.255.0
vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1
DEVICE=eth1
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.7.254
NETMASK=255.255.255.0
vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0:0
DEVICE=eth0:0
ONBOOT=yes
IPADDR=172.16.16.172
NETMASK=255.255.255.0
rm -f /etc/udev/rules.d/70-persistent-net.rules
reboot --------重新啓動虛擬機
2、調整/proc內核參數，關閉重定向響應
由於負載調度器和各節點共用VIP地址，爲避免ARP解析異常，故關閉內核的重定向響應
vi /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.eth0.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.eth1.send_redirects = 0
sysctl –p
3、加載模塊、安裝LVS羣集管理工具
modprobe ip_vs
rpm -ivh /mnt/iso/Packages/ipvsadm-1.25-9.el6.i686.rpm
yum -y install vsftpd -----配置yum倉庫，方便安裝軟件包
vi /etc/vsftpd/vsftpd.conf
anon_root=/mnt
service vsftpd start
chkconfig vsftpd on
4、創建虛擬服務器、添加web節點、保存負載分配策略
service ipvsadm stop
ipvsadm -A -t 172.16.16.172:80 -s rr
ipvsadm -a -t 172.16.16.172:80 -r 172.16.16.21:80 -g -w 1
ipvsadm -a -t 172.16.16.172:80 -r 172.16.16.22:80 -g -w 1
service ipvsadm save
chkconfig ipvsadm on
三、配置NFS服務器
1、爲eth0配置IP地址
vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
DEVICE=eth0
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.7.250
NETMASK=255.255.255.0
rm -f /etc/udev/rules.d/70-persistent-net.rules
reboot
2、安裝ntf-utils、rpcbind軟件包
yum -y install nfs-utils rpcbind
3、設置共享目錄
mkdir -p /opt/wwwroot
vi /etc/exports
/opt/wwwroot 192.168.7.0/24(rw,sync,no_root_squash)
4、啓動服務並查看發佈的共享目錄
service rpcbind start
service nfs start
chkconfig rpcbind on
chkconfig nfs on
netstat -anpt | grep rpcbind -----使用111端口
showmount -e 127.0.0.1
四、配置節點服務器
1、爲eth0、eth1、lo:0配置IP地址，並添加路由記錄
①配置IP地址
vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
DEVICE=eth0
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=static
IPADDR=172.16.16.21
NETMASK=255.255.255.0
vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1
DEVICE=eth1
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.7.21
NETMASK=255.255.255.0
vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=172.16.16.172 -----此地址僅用作響應數據包的源地址
NETMASK=255.255.255.255 -----子網掩碼必須全爲1
rm -f /etc/udev/rules.d/70-persistent-net.rules
reboot -------重新啓動虛擬機，節點2的配置與之類似
②添加VIP本地訪問路由
vi /etc/rc.local
/sbin/route add -host 172.16.16.172 dev lo:0
route add -host 172.16.16.172 dev lo:0
2、調整/proc內核參數，關閉重定向響應
vi /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
sysctl –p
3、安裝rpcbind軟件包以實現訪問NFS共享資源
yum -y install nfs-utils rpcbind
service rpcbind start
chkconfig rpcbind on
showmount -e 192.168.7.250
4、掛載NFS共享目錄
mkdir -p /var/www/html
mount 192.168.7.250:/opt/wwwroot /var/www/html
vi /etc/fstab
192.168.7.250:/opt/wwwroot /var/www/html nfs defaults,_netdev 0 0
5、安裝httpd軟件包並創建測試頁面
yum –y install httpd
echo welcome to web! > /var/www/html/index.html
service httpd start
chkconfig httpd on
五、測試LVS羣集
在外網主機中訪問http://172.16.16.172進行測試，刷新時可以看到不同的節點提供的內容
在負載調度器上查看
ipvsadm -Ln -----查看節點狀態
ipvsadm -Lnc -----查看負載連接情況
