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一：集群概述

1：什么是集群
一组各自相互独立且又相互依赖的，通过高速网络互联的计算机组成的一个计算机组，以单一的系统模式加以管理，为用户提供服务，对用户来说，用户只会认为对方是一个服务。这个里面，一组计算机的一台计算机就是集群的一个节点。
作用：整合服务器资源，把多台服务器合并成一台使用，可以提高整个架构的抗压能力。

2：集群的特性
可伸缩性：根据业务的生产增加减少
可靠性：通过软件来实现
可管理性：通过软件来实现

3：集群的应用场景
例：什么是并发？
一台服务器：如果能够响应10000个并发，返回的状态码全部是200。如果现在有20000个并发，返回的状态码[ 200 304 301 500 404 ]
由以上例子说明，web服务已经达到瓶颈

解决这个问题的办法:
加配置: 加CPU：加内存：加带宽：加SSD：这种解决方法称为“向上扩展”，能够解决一时却不能持久一世[单台服务器上做动作]
加服务器: 一台==>两台：两台==>四台：四台==>8台：使用多台服务器同时为用户提供服务，而这一种解决方法则称为“横向扩展”或“向外扩展”
向外扩展: 就是集群

4：集群的种类：
集群系统主要分为
负载均衡(Load Balance)集群，简称LB
高可用(High Availability)集群，简称 HA 集群
高性能计算(High Perfermance Computing)集群，简称 HPC 集群。主要用于一些科学运算。

5：LB实现手段
硬件的实现：– F5 负载均衡器
软件的实现：– LVS(4层，传输层) – Nginx(7层，应用层)

二：LVS集群

1：LVS(Linux Virtual Server)
LVS是Linux Virtual Server的简写，意即Linux虚拟服务器，是一个虚拟的服务器集群系统。本项目在1998年5月由章文嵩博士成立，是中国国内最早出现的自由软件项目之一，是根据iptables的实现来开发的，所以使用时候会和iptables相当类似
官网：http://www.linuxvirtualserver.org/
中文站点： http://zh.linuxvirtualserver.org/
lvs是Linux Virtual Server的简写，意即Linux虚拟服务器，是一个虚拟的服务器集群系统。工作在网络层。

2：LVS 集群工作结构图

负载调度器：分发器(Load Balancer、Director): 整个集群对外的最前端机，负责接收用户请求，并且根据自己的调度算法， 将请求转发到后端真实服务器上的动作，而客户认为服务是来自一个IP地址（我们可称之为VIP虚拟IP地址）上的。
服务器池: Server Pool 真正为用户提供服务的服务器，每一台服务器就是一台RS[RealServer]，执行的服务有WEB、MAIL、FTP和DNS等。
共享存储: Shared Storaged 为RS保持相同内容，提供数据的一致性，也就是说，它为服务器池提供一个共享的存储区，这样很容易使得服务器池拥有相同的内容，提供相同的服务。

三：LVS模式及工作原理

1：LVS(4层)模式：
VS/NAT：LVS-VS/DR：VS/TUN

2：LVS负载均衡的三种包转发方式
LVS提供了三种包转发方式：NAT(网络地址映射)：IP Tunneling(IP隧道)：Direct Routing(直接路由)。不同的转发模式决定了不同的cluster的网络结构。

3：NAT(网络地址映射)
NAT: 网络地址转换
DNAT: 目标地址转换 改变的是目标地址
SNAT: 原地址转换 改变的是原地址
LVS-NAT：就是使用的SNAT和DNAT完成报的转发
NAT方式可支持任何的操作系统，以及私有网络，并且只需一个Internet IP地址，但是整个系统的性能受到限制。因为执行NAT每次需要重写包，有一定的延迟；另外，大部分应用有80%的数据是从服务器流向客户机，也就是用户的请求非常短，而服务器的回应非常大，对负载均衡器形成很大压力，成为了新的瓶颈。

4：IP Tunneling(IP隧道)
director（分发器）分配请求到不同的real server。real server处理请求后直接回应给用户，这样director负载均衡器仅处理客户机与服务器的一半连接。IP Tunneling技术极大地提高了director的调度处理能力，同时也极大地提高了系统能容纳的最大节点数，可以超过100个节点。real server可以在任何LAN或WAN上运行，这意味着允许地理上的分布，这在灾难恢复中有重要意义。服务器必须拥有正式的IP地址用于与客户机直接通信，并且所有服务器必须支持IP隧道协议。

5：Direct Routing(直接路由)
与IP Tunneling类似，负载均衡器仅处理一半的连接，避免了新的性能瓶颈，同样增加了系统的可伸缩性。Direct Routing与IP Tunneling相比，没有IP封装的开销，但由于采用物理层（修改MAC地址）技术，所有服务器都必须在一个物理网段。

四：调度模式

算法	解释
rr轮询	平均分配，你一个、我一个。适用于同一批次进场的设备硬件配置相同
wrr基于权重轮询	谁处理的能力强，谁的权重就高。服务器硬件配置有差距时用WRR比较好（能者多劳）
lc最少连接	两台RS连接数量少的，新的请求就给谁去处理，如果两条连接数量相同随机选择一个
wlc基于权重的最少连接	只要涉及权重就考虑到你服务器硬件性能，两台服务器性能高的权重值设置设置高一些，性能低的设置低一些。如果按照最少连接的算法两台服务器连接数都一样，那么新来的请求将会给性能好的服务器处理
lblc基于局部的最少连接	一般用在缓存服务器上cdn网络加速的时候常用，可以提高缓存并用
sh源地址散列	根据访问的来源进行运算。保证同一个源过去的时候时同一台服务器应答
dh目标地址散列	根据访问的目的地址进行运算。根据目的ip进行运算，取决于dns解析
sed最短预期延迟法
nq永不排队法