lv群集应用基础及搭建NFS共享存储服务

  


根据实际企业环境的不同,群集所提供的功能也各不相同,采用的技术细节也可能各有千秋。然而从整体上来看,需要先了解一些关于群集的共性特征,这样才能在构建和维护群集的工作中做到心中有数,避免操作上的盲目性。

LVS群集应用基础及搭建NFS共享存储服务

1、群集的类型

无论是哪种群集,都至少包括两台节点云服务器,而对外表现为一个整体,只提供一个访问入口(域名或IP地址),相当于一台大型计算机。根据群集所针对的目标差异,可以分为以下三种类型。

  • 负载均衡群集(Load Balance Cluster):以提高应用系统的响应能力、尽可能处理更多的访问请求、较少延迟为目的,获得高并发、高负载的整体性能。例如,“DNS轮询” 、“应用层交换”、“反向代理”等都可用做负载均衡群集。LB的负载分配依赖于主节点的分流算法,将来自客户机的访问请求分担给多个服务器节点,从而缓解整个系统的负载压力。

  • 高可用群集(High Availability Cluster):以提高应用系统的可靠性,尽可能地减少中断时间为目标,确保服务的连续性,达到高可用(HA)的容错效果,例如,“故障切换”。“双机热备”、“多机热备”、等都属于高可用群集技术,HA的工作方式包括双工和主从两种模式。双工就是所有节点同时在线;主从则只有主节点在线,但当出现故障时从节点能自动切换为主节点,和Cisco路由器的HSRP原理类似。

  • 高性能运算群集(High Performance Computer Cluster):以提高应用系统的CPU运算速度,扩展硬件资源和分析能力为目标,获得相当于大型、超级计算机的高性能运算(HPC)能力。例如,“云计算”、“网格计算”也可以当成HPC的一种。HPC群集的高性能依赖于“分布式计算” “并行计算”,通过专用硬件和软件将多台服务器的CPU、内存等资源整合在一起,实现只有大型、超级计算机才具备的计算能力。

不同类型的群集可以根据实际需求进行合并,如高可用的负载均衡群集。

2、负载均衡的分层结构

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  • 第一层:负载调度器,这是访问整个群集系统的唯一入口,对外使用所有服务器共有的VIP(虚拟IP)地址,也称为群集IP。通常会配置主、备两台调度器实现热备份,当主调度器失效以后平滑替换至备用调度器,确保高可用性。

  • 第二层:服务器池,群集所提供的应用服务(如HTTP、FTP)由服务器池承担,其中每个节点具有独立的RIP(真实IP)地址,只处理调度器分发过来的客户机请求,当某个节点暂时失效,负载调度器的容错机制会将其隔离,等待错误排除后在将其重新纳入服务器池。

  • 第三层:共享存储,为服务器池中的所有节点提供稳定、一致的文件存取服务,确保整个群集的统一性。在Linux/UNIX环境中,共享存储可以使用NAS设备,或者提供NFS(网络文件系统)共享服务的专用服务器。

3、负载均衡的工作模式

关于群集的负载调度技术,可以基于IP、端口、内容等进行分发,其中基于IP的负载调度是效率最高的,基于IP的负载均衡模式中,常见的有地址转换、IP隧道和直接路由三种工作模式,如下图:
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  • 地址转换:简称NAT模式,类似于防火墙的私有网络结构,负载调度器作为所有服务器节点的网关,即作为客户机的访问入口,也是各节点回应客户机的访问出口。服务器节点使用私有IP地址,与负载调度器位于同一个物理网络,安全性要优于其他两种方式,但负载调度器的压力较大。

  • IP隧道:简称TUN模式,采用开放式的网络结构,负载调度器仅作为客户机的访问入口,各节点通过各自的Internet连接直接回应客户机,而不再经过负载调度器,服务器节点分散在互联网中的不同位置,具有独立的公网IP地址,通过专用IP隧道与负载调度器相互通信。

  • 直接路由:简称DR模式,采用半开放的网络结构,与TUN模式的结构类似,但各节点不是分散在各地的,而是与调度器位于同一个物理网络,负载调度器与各节点服务器通过本地网络连接,不需要建立专用的IP隧道。

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