lvs集群中NAT模式

news2024/12/29 0:13:00

群集的含义

由多台主机构成，但对外表现为一个整体，只提供一个访问入口，相当于一台大型的计算机。

横向发展:放更多的服务器，有调度分配的问题。

垂直发展：升级单机的硬件设备，提高单个服务器自身功能。

集群类型：

分布式系统

把任务分布下去，比如一个程序，分布在不同的电脑上组成，一台服务器不够，多台服务器处理同一任务。

集群与分布式区别

集群：同一个业务系统，部署在多台服务器上。集群中，每一台服务器实现的功能没有差别，数据和代码都是一样的。

分布式：一个业务被拆成多个子业务，或者本身就是不同的业务，部署在多台服务器上。分布式中，每一台服务器实现的功能是有差别的，数据和代码也是不一样的，分布式每台服务器功能加起来，才是完整的业务。

集群设计原则

可扩展性—集群的横向扩展能力

可用性—无故障时间 (SLA service level agreement)

性能—访问响应时间

容量—单位时间内的最大并发吞吐量(C10K 并发问题)

负载均衡集群

按实现方式划分

基于工作的协议层次划分

传输层（通用）：DNAT 和 DPORT

传输层（通用）：DNAT 和 DPORT

LVS：（中型）

nginx：stream（小型）

haproxy：mode tcp（不常用）

应用层（专用）：针对特定协议，常称为 proxy server

http：nginx, httpd, haproxy(mode http), ...

fastcgi：nginx, httpd, ...

mysql：mysql-proxy, mycat... mycat:表示mysql读写分离

负载均衡集群架构

lvs是内核里面的功能，可以用以下命令，在编译lvs时，可以看见开启或者关闭哪些模块的功能

grep -i -C 10 ipvs /boot/config-3.10.0-693.el7.x86_64

并且可以看见调度算法

lvs集群中的术语

VS：代理服务器 Virtual Server，Director Server(DS), Dispatcher(调度器)，Load Balancer（lvs服务器）

RS：真实服务器Real Server(lvs), upstream server(nginx), backend server(haproxy)（真实服务器）

CIP：客户机Client IP（客户机IP）

VIP：代理服务器外网ip Virtual serve IP VS外网的IP

DIP：代理服务器内网ipDirector IP VS内网的IP

RIP：真实服务器的ip Real server IP （真实IP）

lvs工作模式

lvs-nat：

文字版流程讲解：

lvs-nat：本质是多目标IP的DNAT，通过将请求报文中的目标地址和目标端口修改为某处的RS的RIP和PORT实现转发

（1）RIP和DIP应在同一个IP网络，且应使用私网地址；RS的网关要指向DIP

（2）请求报文和响应报文都必须经由lvs服务器转发，lvs服务器易于成为系统瓶颈

（3）支持端口映射，可修改请求报文的目标PORT

（4）VS必须是Linux系统，RS可以是任意OS系统

LVS调度算法

分为静态算法和动态算法

静态算法：不管后端服务器状态

1、RR：roundrobin，轮询,较常用

2、WRR：Weighted RR，加权轮询,较常用

3、SH：Source Hashing，实现session sticky，源IP地址hash；将来自于同一个IP地址的请求始终发往第一次挑中的RS，从而实现会话绑定

4、DH：Destination Hashing；目标地址哈希，第一次轮询调度至RS，后续将发往同一个目标地址的请求始终转发至第一次挑中的RS，典型使用场景是正向代理缓存场景中的负载均衡,如: Web缓存