linux 集群

一、集群概述

1. 集群是什么

定义：一组协同工作的服务器，对外表现为一个整体

集群的意义：更好的利用现有资源实现服务的高度可用

集群的扩展方式：

　　垂直扩展：更换服务器硬件

　　水平扩展：添加更多的服务器节点

常见的集群拓扑

2. 集群的分类

2.1 负载均衡集群 - LBC（Load balancing clusters）

使用目的：减轻单台服务器的压力，将用户请求分担给多台主机一起处理

实现方法：

　　软件：LVA    RAC    Nginx

　　硬件：F5    BIG-IP

负载均衡集群架构拓扑

 调度器分类

　　触发条件不同

　　　　四层：传输层    IP + PORT

　　　　七层：应用层    URL

　　实现原理不同

　　　　四层：TCP 连接只建立一次，客户端和正式服务器

　　　　七层：TCP 连接建立两次，客户端和负载调度器，负载调度器和真实服务器

　　实现场景不同

　　　　四层：TCP 应用    如：基于 C/S 架构的ERP系统

　　　　七层：THHP 应用  如：根据用户访问域名的方式，判断用户语言

 　　安全性不同

　　　　四层：转发 SYN 攻击

　　　　七层：可以拦截 SYN 攻击

使用范围：业务并发较大的应用程序

2.2 高可用集群 - HAC（High Available clusters）

使用目的：最大限度的保证用户的应用持久，不间断的提供服务

最大限度

99%         99           87.6小时
99.9%       999          8.8小时
99.99%      9999         53分钟
99.999%     99999        5分钟

实现原理：心跳检测

实现方法

　　软件

　　　　heartbeat  linux-HA

　　　　RHCS

　　　　ROSE

　　　　keepalived

　　硬件

　　　　F5

特殊情况：脑分裂

　　可能出现的问题：数据不完整、数据不可访问

　　解决方法：预防：冗余、强制隔离：电源交换机

使用范围：需要持续提供服务的应用程序

2.3 高性能运算集群 - HPC（High Performance Computing）

使用目的：提供单台计算机所不具备的计算能力

LBC 与 HPC 原理对比：

　　负载均衡集群通过提高单位时间内执行的任务数来提高效率

　　高性能运算集群通过缩短单个任务的执行时间来提高效率

使用范围：天气计算、火箭弹道演算

二、负载均衡集群

1. LVS 相关原理

LVS 的组成

　　IPVS：运行在内核空间

　　IPVSADM：运行在用户空间，管理集群服务的命令行工具

LVS 的原理：根据用户请求的套接字判断，分流至真实服务器的工作模块

2. LVS 工作方式

工作模式

 2.1 LVS - DR 模式

工作逻辑图

模式特点

　　集群节点，必须在一个网络中

　　真实服务器网关指向路由器

　　RIP 既可以是私网地址，又可以是公网地址

　　负载调度器只负责入站请求

　　大大减轻负载调度器压力，支持更多的服务器节点

2.2 LVS - NAT 模式

工作逻辑图

模式特点

　　集群节点，必须在一个网络中

　　真实服务器必须将网关指向负载调度器

　　RIP 通常都是私有 IP，仅用于各个集群节点通信

　　负载调度器必须位于客户端和真实服务器之间，充当网关

　　支持端口映射

　　负载调度器操作系统必须是 Linux，真实服务器可以使用任意系统

2.3 LVS - TUN 模式

模式特点

　　集群节点不必位于同一个物理网络但必须都拥有公网IP（或都可以被路由）

　　真实服务器不能将网关指向负载调度器

　　RIP 必须是公网地址

　　负载调度器只负责入站请求

　　不支持端口映射功能

　　发送方和接收方必须支持隧道功能

原文地址：https://www.cnblogs.com/sswind/p/12171588.html