学单片机怎么在3-5个月内找到工作？-CFANZ编程社区

高可用性集群（High Availability Cluster）：旨在确保关键业务系统持续运行，当一个节点出现故障时，其他节点能够迅速接管，以减少停机时间。
负载均衡集群（Load Balancing Cluster）：将工作负载分布到多个节点上，以提高系统的整体性能和吞吐量，确保资源得到合理利用。
高性能计算集群（High Performance Computing Cluster）：主要用于大规模科学计算、数据分析等需要强大计算能力的领域，通过将多个计算节点连接在一起，实现高效的并行计算。

例如，在网络服务器中，高可用性集群可以保证服务的不间断；在大型网站中，负载均衡集群可以分担访问压力；在科研领域，高性能计算集群可以加速复杂的计算任务。

2.2 分布式

分布式系统是将多台计算机通过网络连接在一起，共同完成特定任务的系统。在分布式系统中，任务被分解成多个子任务，分布到不同的节点上执行，从而实现资源共享、提高系统的性能、扩展性和容错能力。

它具有以下特点：

分布性：系统中的资源和组件分布在不同的物理位置。
并发性：多个任务可以同时执行。
透明性：系统对用户隐藏了底层的分布式特性。
异构性：系统中的节点可能具有不同的硬件和软件配置。

分布式系统在互联网、云计算、大数据等领域都有广泛应用，例如分布式数据库、分布式文件系统等。

2.3、集群和分布式

介绍：

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。

区别：

分布式：是以缩短单个任务的执行时间来提升效率的。

集群：则是通过提高单位时间内执行的任务数来提升效率,

三、LVS运行的原理

3.1、LVS基本概念

例如，在一个网络架构中，客户端通过 VIP 访问服务，负载均衡器（VS）使用 DIP 接收请求，并将其分配到各个 RS 上，RS 使用 RIP 进行实际的业务处理。

LVS工作原理：VS根据请求报文的目标IP和目标协议及端口将其调度转发至某RS，根据调度算法来挑选RS。

3.2、LVS集群的类型

类型：

类型	说明
lvs-net	修改请求报文的目标IP,多目标IP的DNAT
lvs-dr	操纵封装新的MAC地址
lvs-tun （了解）	在原请求IP报文之外新加一个IP首部
lvs-fullnat(了解)	修改请求报文的源和目标IP

3.2.1 LVS - NAT模式

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挑出的RS的RIP和PORT实现转发
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
请求报文和响应报文都必须经由Director转发，Director易于成为系统瓶颈
支持端口映射，可修改请求报文的目标PORT
VS必须是Linux系统，RS可以是任意OS系统

3.2.1.1 NAT模式的数据逻辑：

3.2.2 LVS-DR模式

DR 模式集群（Disaster Recovery Cluster） 是一种用于灾难恢复的集群模式。

在这种模式下，集群中的节点通常处于备用状态，随时准备在主节点发生故障或灾难时接管业务，以确保业务的连续性和数据的安全性。

例如，在金融行业，DR 模式集群可以在主数据中心遭受灾害时，迅速切换到备用数据中心，保障业务的正常运行。

3.2.2.1 DR模式数据传输过程：

3.2.2.2 DR模式的特点：

3.2.2.3LVS- NAT模式和LVS - DR模式总结

	NAT模式	DR模式
RS操作系统	不限	禁用arp
调度器和服务器网络	可跨网络	不可跨网络
调度服务器数量服务器数量	少	多
RS服务器网关	指向到调度器DIP	指向到路由

3.3 LVS的调度算法

根据其调度时是否考虑各RS当前的负载状态被分为两种：静态方法和动态方法。

算法	说明
静态方法	仅根据算法本身进行调度，不考虑RS的负载情况
动态方法	主要根据每RS当前的负载状态及调度算法进行调度Overhead=value较小的RS将被调度

3.3.1 静态调度算法

算法	说明
RR（roundrobin）	轮询 RS分别被调度，当RS配置有差别时不推荐
WRR（Weighted RR）	加权轮询根据RS的配置进行加权调度，性能差的RS被调度的次数少
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
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：宽带运营商

3.3.2、动态调度算法

主要根据RS当前的负载状态及调度算法进行调度Overhead=value较小的RS会被调度

算法	说明
LC（least connections）（最少链接发）	适用于长连接应用Overhead（负载值）=activeconns（活动链接数） x 256+inactiveconns（非活动链接数）
WLC（Weighted LC）（权重最少链接）	默认调度方法Overhead=(activeconns x 256+inactiveconns)/weight
SED（Shortest Expection Delay）	初始连接高权重优先Overhead=(activeconns+1+inactiveconns) x 256/weight但是，当webserver1的权重为1，webserver2的权重为10，经过运算前几次的调度都会被node2承接
NQ（Never Queue）	第一轮均匀分配，后续SED
LBLC（Locality-Based LC）	动态的DH算法，使用场景：根据负载状态实现正向代理
LBLCR（LBLC with Replication）	带复制功能的LBLC，解决LBLC负载不均衡问题，从负载重的复制

四、LVS部署命令介绍

4.1 所需软件信息

4.2 集群中增删改参数

4.2.1 管理集群服务中的增删改：

参数	说明
-A	添加
-E	修改
-t	tcp服务
-u	udp服务
-s	指定调度算法，默认为WLC
-p	设置持久链接超时，持久链接可以理解为在同一个时间段同一个来源的请求调度到同一Realserver
-f	firewall mask 火墙标记，是一个数字

增加：
[root@haproxy ~]# ipvsadm -A -t 192.168.0.50:80 -s rr
[root@haproxy ~]# 
[root@haproxy ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.0.50:80 rr
[root@haproxy ~]# 

修改：
[root@haproxy ~]# ipvsadm -E -t 192.168.0.50:80 -s wrr
[root@haproxy ~]# 
[root@haproxy ~]# 
[root@haproxy ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.0.50:80 wrr
[root@haproxy ~]# 

删除：
[root@haproxy ~]# ipvsadm -D -t 192.168.0.50:80
[root@haproxy ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
[root@haproxy ~]#

4.2.2 管理集群中RealServer的增删改：

参数	说明
-a	添加realserver
-e	更改realserver
-t	tcp协议
-u	udp协议
-f	火墙标签
-r	realserver地址
-g	直连路由模式
-i	ip隧道模式
-m	nat模式
-w	设定权重
-Z	清空计数器
-C	清空lvs策略
-L	查看lvs策略
-n	不做解析
--rate	输出速率信息

增加：
[root@haproxy ~]# ipvsadm -a -t 192.168.0.50:80 -r 192.168.0.10:80 -m
[root@haproxy ~]# ipvsadm -a -t 192.168.0.50:80 -r 192.168.0.20:80 -m -w 2
[root@haproxy ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.0.50:80 rr
  -> 192.168.0.10:80              Masq    1      0          0         
  -> 192.168.0.20:80              Masq    2      0          0         

更改：
[root@haproxy ~]# ipvsadm -e -t 192.168.0.50:80 -r 192.168.0.10 -m -w 2
[root@haproxy ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.0.50:80 rr
  -> 192.168.0.10:80              Masq    2      0          0         
  -> 192.168.0.20:80              Masq    2      0          0         
[root@haproxy ~]# 

删除：
[root@haproxy ~]# ipvsadm -d -t 192.168.0.50:80 -r 192.168.0.10
[root@haproxy ~]# ipvsadm -d -t 192.168.0.50:80 -r 192.168.0.20
[root@haproxy ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.0.50:80 rr

五、LVS部署集群演示

5.1 部署NAT模式集群

Director 服务器采用双网卡，一个是桥接网卡连接外网，一个是仅主机网卡与后端Web服务器相连
Web服务器采用仅主机网卡与director相连
Web服务器网关指向192.168.0.100
后端web服务器不需要连接外网

5.1.1 实验环境：

主机	IP	vip	角色
lvs	192.168.0.100	172.25.254.100	调度器
webserver1	192.168.0.10	null	真实服务器
webserver2	192.168.0.20	null	真实服务器

5.1.2 lvs配置:

yum install ipvsadm -y  --- 安装软件ipvsadm
echo "net.ipv4.ip_forward=1" > /etc/sysctl.conf/  --- 启用内核路由，并写入配置文件

添加调度策略并查看
[root@lvs ~]# ipvsadm -A -t 172.25.254.100:80 -s rr
[root@lvs ~]# ipvsadm -a -t 172.25.254.100:80 -r 192.168.0.10:80 -m
[root@lvs ~]# ipvsadm -a -t 172.25.254.100:80 -r 192.168.0.20:80 -m
[root@lvs ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.25.254.100:80 rr
  -> 192.168.0.10:80              Masq    1      0          0         
  -> 192.168.0.20:80              Masq    1      0          0         
[root@lvs ~]# 

systemclt stop firewalld


查看策略另外的方式：
cat /proc/net/ip_vs
cat /proc/net/ip_vs_conn

5.1.3 webserver1配置:

yum install httpd -y

echo webserver1 - 192.168.0.10 > /var/www/html/index.html

systemctl restart httpd
systemctl stop firewalld

5.1.4 webserver2配置：

yum install httpd -y

echo webserver2 - 192.168.0.20 > /var/www/html/index.html

systemctl restart httpd
systemctl stop firewalld

5.1.5 lvs上面测试：

[root@lvs ~]# for i in {1..10}
> do
> curl 172.25.254.100
> done

上面的配置都是临时的，重启之后需要重新做。

这里web服务写的不一样是因为便于查看测试结果，企业中内容应该是一样的。

5.2 部署DR模式集群

5.2.1 实验环境

主机	IP	VIP	角色
client	NAT模式： ens160:172.25.254.200/24	null	测试主机
router	NAT模式： ens160:172.25.254.100/24 仅主机模式： ens224:192.168.0.100/24	null	路由器
lvs	仅主机模式： ens224:192.168.0.50/24	lo:192.168.0.200	调度器
webserver1	仅主机模式： ens224:192.168.0.10/24	lo:192.168.0.200	web1服务器
webserver2	仅主机模式： ens224:192.168.0.20/24	lo:192.168.0.200	web2服务器

5.2.1.1 clinent主机环境：

5.2.1.2 router主机环境：

5.2.1.3lvs主机环境：

5.2.1.4 webserver1主机环境：

5.2.1.5 webserver2主机环境：

5.2.2 配置要点：

Director服务器采用双IP桥接网络，一个是VIP，一个DIP
Web服务器采用和DIP相同的网段和Director连接
每个Web服务器配置VIP
每个web服务器可以出外网
所有主机都要关掉防火墙和selinux

5.2.2.1 解决vip响应问题：

DR模型中各主机上均需要配置VIP，解决地址冲突的方式有三种：

在前端网关做静态绑定
在各RS使用arptables
在各RS修改内核参数，来限制arp响应和通告的级别

限制响应级别:arp_ignore：

级别	说明
0	默认值，表示可使用本地任意接口上配置的任意地址进行响应
1	仅在请求的目标IP配置在本地主机的接收到请求报文的接口上时，才给予响应

限制通告级别:arp_announce：

级别	说明
0	默认值，把本机所有接口的所有信息向每个接口的网络进行通告
1	尽量避免将接口信息向非直接连接网络进行通告
2	必须避免将接口信息向非本网络进行通告

5.2.1.2 router 配置：

sysctl -a | grep ip_forwrd   ------ 查看内核路由是否启用
echo "net.ipv4.ip_forward=1" > /etc/sysctl.conf/  --- 启用内核路由，并写入配置文件

5.2.1.3 lvs配置：

设定vip
[root@lvs ~]# ip a a dev lo 192.168.0.200/32

配置策略：
[root@lvs ~]# ipvsadm -A -t 192.168.0.200:80 -s wrr 
[root@lvs ~]# ipvsadm -a -t 192.168.0.200:80 -r 192.168.0.10:80 -g -w 1
[root@lvs ~]# ipvsadm -a -t 192.168.0.200:80 -r 192.168.0.20:80 -g -w 2
[root@lvs ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.0.200:80 wrr
  -> 192.168.0.10:80              Route   1      0          0         
  -> 192.168.0.20:80              Route   2      0          0         
[root@lvs ~]#

5.2.1.4 RS1和RS2配置：

在RS1和RS2中解决响应问题并设定VIP
[root@webserver1 ~]# ip a a dev lo 192.168.0.200/32
[root@webserver1 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
[root@webserver1 ~]# echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce 
[root@webserver1 ~]# echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce 
[root@webserver1 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore 
[root@webserver1 ~]# 

[root@webserver2 ~]# ip a a dev lo 192.168.0.200/32
[root@webserver2 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
[root@webserver2 ~]# echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce 
[root@webserver2 ~]# echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce 
[root@webserver2 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

5.2.1.5 client 测试效果：

[root@client ~]# for i in {1..10}
> do
> curl 192.168.0.200
> done
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10
[root@client ~]#

5.3 防火墙标签解决轮询错误

5.3.1 轮询规则中可能会遇到的错误

以http和https为例，当我们在RS中同时开放80和443端口，那么默认控制是分开轮询的，这样我们就出现了一个轮询错乱的问题。

当我第一次访问80被轮询到RS1后下次访问443仍然可能会被轮询到RS1上。

问题展示：

在两台服务器中安装mod_ssl
[root@webserver1 ~]# dnf install mod_ssl -y
[root@webserver2 ~]# dnf install mod_ssl -y


设置调度策略，因为我们要调度80和443两个端口所以我们需要设定两组策略
[root@lvs ~]# ipvsadm -A -t 192.168.0.200:80 -s rr
[root@lvs ~]# ipvsadm -a -t 192.168.0.200:80 -r 192.168.0.10:80 -g
[root@lvs ~]# ipvsadm -a -t 192.168.0.200:80 -r 192.168.0.20:80 -g
[root@lvs ~]# ipvsadm -A -t 192.168.0.200:443 -s rr
[root@lvs ~]# ipvsadm -a -t 192.168.0.200:443 -r 192.168.0.10:443 -g
[root@lvs ~]# ipvsadm -a -t 192.168.0.200:443 -r 192.168.0.20:443 -g
[root@lvs ~]# 
[root@lvs ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.0.200:80 rr
  -> 192.168.0.10:80              Route   1      0          0         
  -> 192.168.0.20:80              Route   1      0          0         
TCP  192.168.0.200:443 rr
  -> 192.168.0.10:443             Route   1      0          0         
  -> 192.168.0.20:443             Route   1      0          0         
[root@lvs ~]# 

测试问题：
[root@client ~]# curl 192.168.0.200;curl -k https://192.168.0.200
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
[root@client ~]# 
访问vip时都到了相同的服务器

5.3.2 防火墙标记解决轮询调度问题

5.3.2.1 在lvs中设定端口标签：

为端口做标记：
[root@lvs ~]# iptables -t mangle -A PREROUTING -d 192.168.0.200 -p tcp -m multiport --dports 80,443 -j MARK --set-mark 66

查看是否做上标记：
[root@lvs ~]# iptables -t mangle -nL
Chain PREROUTING (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination         
MARK       6    --  0.0.0.0/0            192.168.0.200        multiport dports 80,443 MARK set 0x42

Chain INPUT (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination         

Chain FORWARD (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination         

Chain OUTPUT (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination         

Chain POSTROUTING (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination         
[root@lvs ~]# 

设置调度策略：
[root@lvs ~]# ipvsadm -A -f 66 -s rr
[root@lvs ~]# ipvsadm -a -f 66 -r 192.168.0.10 -g
[root@lvs ~]# ipvsadm -a -f 66 -r 192.168.0.20 -g
[root@lvs ~]# 
[root@lvs ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
FWM  66 rr
  -> 192.168.0.10:0               Route   1      0          0         
  -> 192.168.0.20:0               Route   1      0          0         
[root@lvs ~]# 


测试[root@client ~]# curl 192.168.0.200;curl -k https://192.168.0.200
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10
[root@client ~]# 

此时就解决了轮询错误问题。

5.4 lvs持久链接

在我们客户上网过程中有很多情况下需要和服务器进行交互，客户需要提交响应信息给服务器，如果单纯的进行调度会导致客户填写的表单丢失，为了解决这个问题我们可以用sh算法，但是sh算法比较简单粗暴，可能会导致调度失衡。

5.4.1 解决方法：

在进行调度时，不管用什么算法，只要相同源过来的数据包我们就把他的访问记录在内存中，也就是把这个源的主机调度到了那个RS上如果在短期（默认360S）内同源再来访问我仍然按照内存中记录的调度信息，把这个源的访问还调度到同一台RS上。如果过了比较长的时间（默认最长时间360s）同源访问再次来访，那么就会被调度到其他的RS上。

ipvsadm -AlE -tlulf service-address [-s scheduler] [-p [timeout]]默认360秒
在lvs调度器中设定
[root@lvs ~]# ipvsadm -E -f 6666 -s rr -p [3000]
[root@lvs ~]# ipvsadm -LnC

一般配合动态调度算法使用效果会好一些。

5.4.2 演示：

LVS中做：

[root@lvs ~]# ipvsadm -E -f 66 -s rr -p
[root@lvs ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
FWM  66 rr persistent 360
  -> 192.168.0.10:0               Route   1      0          0         
  -> 192.168.0.20:0               Route   1      0          0         
[root@lvs ~]#

测试：

[root@client ~]# for i in {1..10}
> do
> curl 192.168.0.200
> done
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
[root@client ~]# 


此时就不是轮询错误，是因为设置了持久链接

删除持久链接：

[root@lvs ~]# ipvsadm -E -f 66 -s rr 
[root@lvs ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
FWM  66 rr
  -> 192.168.0.10:0               Route   1      0          0         
  -> 192.168.0.20:0               Route   1      0          0         
[root@lvs ~]#

再轮询查看：

[root@client ~]# for i in {1..10}; do curl 192.168.0.200; done
webserver1 - 192.168.0.10
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10
webserver2 - 192.168.0.20
[root@client ~]#