一、集群的含义
1、什么是集群
由多台主机构成，但对外，只表现为一个整体，只提供一个访问入口（域名或IP），相当于一台大型计算机。
2、出现的问题
互联网应用中，随着站点对硬件性能、响应速度、服务稳定性、数据可靠性等要求越来越高，单台服务器力不从心
3、解决办法
①、使用价格昂贵的小型机、大型机
②使用普通服务器构建服务集群
二、集群的种类
1、负载均衡集群
①、提高应用系统的响应能力、尽可能处理更多的访问请求、减少延迟为目标，获得高并发、高负载(LB)的整体性能。
②、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。
2、高可用集群
①、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。
②、HA的工作方式包括双工和主从两种模式
3、高性能运算集群
①、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。
②、高性能依赖于"分布式运算”、“并行计算” ， 通过专用硬件和软件将多个服务器的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。
三、负载均衡集群架构
负载调度器：对外，由调度器服务器提供一个VIP作为统一入口，对内，按照分流算法分发流量/请求给服务器池
服务器池：服务器接收、响应、处理负载调度器的任务
共享存储：共享存储为服务器提供存储空间
四、负载均衡的三种调度类型、以及算法
（一）、类型
1、地址转换 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
2、IP隧道 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
3、直接路由 DR模式
采用半开放式的网络结构，与TUN模式的结构类似，但各节点并不是分散在各地，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
（二）、算法
1、轮询
将收到的访问请求按照顺序轮流分配给群集中的各节点(真实服务器) ,均等地对待每一台服务器 ，而不管服务器实际的连接数和系统负载
2、加权轮询
根据调度器设置的权重值来分发请求，权重值高的节点优先获得任务，分配的请求数越多
保证性能强的服务器承担更多的访问流量
3、最少连接
根据真实服务器已建立的连接数进行分配，将收到的访问请求优先分配给连接数最少的节点
4、加权最少连接
在服务器节点的性能差异较大时，可以为真实服务器自动调整权重
性能较高的节点将承担更大比例的活动连接负载
五、ipvsadm工具
ipvsadm参数
六、LVS-NAT部署
1、需求配置
LVS调度器作为Web 服务器池的网关，LVS具有两块网卡，分别连接内外网，使用轮询（rr）调度算法
ens33连接内网192.168.184.60，ens36连接外网12.0.0.1
web服务器1:192.168.184.20
web服务器2:192.168.184.40
NFS服务器192.168.118.128
windows客户端：12.0.0.10
2、部署NFS（184.70）
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0
yum -y install nfs-utils rpcbind
systemctl start rpcbind.service
systemctl start nfs.service
mkdir /opt/test1
mkdir /opt/test2
chmod 777 /opt/test1
chmod 777 /opt/test2
vim /etc/exports
/opt/test1 192.168.118.0/24(rw,sync)
/opt/test2 192.168.118.0/24(rw,sync)
exportfs -rv
3、部署Web服务器
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0
yum install httpd -y
systemctl start httpd.service
yum -y install nfs-utils rpcbind
showmount -e 192.168.184.70
systemctl start rpcbind
mount.nfs 192.168.184.70:/opt/ljm /var/www/html
mount.nfs 192.168.184.70:/opt/lucien /var/www/html
vim /var/www/html/index.html
<html>
<body>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html;charset=utf-8">
<h1>this is test1</h1>
</body>
</html>
vim /var/www/html/index.html
<html>
<body>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html;charset=utf-8">
<h1>this is test2</h1>
</body>
</html>
注释DNS，且把网关地址改为负载调度器地址
4、配置负载均衡器
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
或
echo '1' > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
sysctl -p
iptables -t nat -F
iptables -F
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.184.0/24 -o ens36 -j SNAT --to-source 12.0.0.1
modprobe ip_vs #加载 ip_vs模块
cat /proc/net/ip_vs #查看 ip_vs版本信息
yum -y install ipvsadm
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
或
ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm.service
ipvsadm -C #清除原有策略
ipvsadm -A -t 12.0.0.1:80 -s rr
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.184.20:80 -m
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.184.40:80 -m
ipvsadm #启用策略
ipvsadm -ln #查看节点状态，Masq代表 NAT模式
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm #保存策略
最后测试
客户机使用浏览器访问 http://172.16.100.1/ ，不断刷新浏览器测试负载均衡效果，刷新间隔需长点.
