集群
概念
linux的内核层面实现负责均衡的软件
主要作用：将多个后端服务器组成一个高可用，高性能的服务器集群，通过负载均衡的算法将客户端的请求分发到后端的服务器上。来实现高可用和负载均衡。
阿里的SLB（server loab balance），是用lvs+keepalive实现的
系统的扩展方式：
垂直扩展：向上扩展，增强，性能更强的计算机。瓶颈，计算机本身设备的限制，硬件本身的性能瓶颈
水平扩展：向外扩展，增加设备。并行的运行多个服务，依靠网络解决内部通信的问题，cluster 集群
集群：为了解决某个特定的问题将多台计算机组合起来形成的单个系统
集群的三种类型：
LB：load balance 负载均衡集群，多个主机组成，每个主机只承担一部分的访问请求
HA：high availablity 高可用，在涉及系统时，采取一定的措施，确保系统当中某一组件或者部分出现故障，整个系统依然能够正常的运行。为了维护系统的可用性，可靠性，容错性
HPC：high-performance computing 高性能集群，对响应时间，处理能力要求更高
系统可靠性指标：
MTBF：Mean time Between Failure 平均无故障时间
MTTR：Mean Time Resotration repair 平均故障恢复时间
A=MTBF/(MTBF+MTTR)
0-1
A指标要在0-1之间，A指标就是系统可用性的度量，越接近0表示系统越不可用，接近1表示系统越可用
A指标要无限接近于1
都是以小时为单位
停机时间：
计划内时间：计划内的时间可用忽略不计，但是现在也算在内
计划外时间：故障时间，从故障发生到故障解决的总时间，尤其是运维，计划外时间是我们必须关注的一个指标
lvs集群
lvs适用场景：
小集群不需要适用lvs，用nginx即可；大集群适用lvs。
lvs集群中的术语：
vs ：vittual server，lvs服务的逻辑名称，也就是我们外部访问vs集群时使用的ip地址和端口
ds ：director server，lvs集群中的主服务器，也就是调度器(nginx的代理服务器)，是集群的核心
调度器就是用来接收客户端的请求转发到后端的服务器
RS ：real server，lvs集群中的真实服务器，后端服务器，用来接收DS调度器转发来的请求，并且响应结果
CIP ：client ip，客户端的ip地址，发起请求的客户端地址
VIP ：virtual ip，lvs集群使用的ip地址，对外提供集群访问的虚拟ip地址
DIP ：director ip，调度器在集群当中的地址，用于和RS通信
RIP ：real ip，后端服务器在集群当中的ip地址
lvs的工作方式：
NAT模式：由调度器响应给客户端
DR模式：直接路由模式，真实服务器直接响应给客户端
TUN隧道模式
NAT模式
在nat模式下，lvs会将来自客户端的请求报文中的目标ip地址和端口修改为lvs内部的ip地址和端口，然后把请求转发到后端服务器
响应结果返回客户端的过程中，响应报文经过lvs的处理，把目标ip和端口修改成客户端的ip地址和端口
优点：
对于客户端来说，请求的目标地址始终不变，客户端的配置不需要做特殊修改，只是调度器在对ip和端口进行转换，后端的服务器也不需要更改任何配置
缺点：
性能损失，请求和响应都需要调度器做地址转换，影响性能，
nat模式只能有一个调度器，调度器故障，整个集群就不能正常工作
地址转换：
内网------外网：转换的源ip地址 snat
外网------内网：转换目的地址 dnat
lvs的工具
ipvsadm工具，用来配置和管理lvs集群的工具
-A 添加虚拟服务器
-D 删除虚拟服务器
-s 指定负载均衡的调度算法
算法：
默认轮询：rr
加权轮询：wrr
最小连接：lc
加权最小连接：wlc
-a 添加真实服务器
-d 删除真实服务器
-t 指定vip的地址和端口
-r 指定rip的地址和端口
-m 使用nat模式
-g 使用DR模式
-i 使用隧道模式
-w 设置权重
-p 设置连接保持时间，如：-p 60 表示连接保持60秒
-l 列表查看
-n 数字化展示
-C 清空原有的策略
实验：
数据流向：
nginx 1 RS1 192.168.233.20
nginx2 RS2 192.168.233.30
test1 调度器 ens33 192.168.233.10 ens36 12.0.0.1
test2 客户端 12.0.0.10
步骤：
1、调度器配置（test1 192.168.233.10）
添加一个网卡
配置网卡ens33
配置网卡ens36（具体网卡ifconfig查看）
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens36
vim ifcfg-ens36
systemctl restart network 重启网卡
ifconfig查看是否生效
2、RS配置（nginx1和nginx2）
配置nginx1 192.168.233.20 修改网关
配置nginx2 192.168.233.30 修改网关
systemctl restart network 重启网卡
vim /usr/local/nginx/html/index.html
修改访问页面的内容
查看访问是否连接
3、地址转换（test1 192.168.233.10）
iptables -t nat -vnL 查看nat表是否有策略
如果有，iptables -D删除
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.233.0/24 -o ens36 -j SNAT --to 12.0.0.1
从192.168.233.0/24出的设备地址转换成12.0.0
ipvsadm -C 清空原有的策略
ipvsadm -A -t 12.0.0.1:80 -s rr 指定好vip的地址和端口
先添加vip，虚拟服务器的ip和端口，然后再添加真实服务器
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.233.20:80 -m
-a 添加真实服务器
-t 指定vip地址
-r 指定真实服务器的地址和端口
-m 指定模式为nat模式
ipvsadm -ln 查看
开启路由转发功能：
vim /etc/sysctl.conf
4、客户端（test2 12.0.0.10 ）
修改客户端的ip地址和网关
systemctl restart network 重启网卡
实验结果：
DR模式：
直接路由模式
特点：
调度器在整个lvs集群中是最重要的，在nat模式下，既负责接收请求，同时根据负载均衡的算法转发流量，响应发生给客户端。
DR模式下的调度器依然负责接收请求，同时也根据负责均衡算法转发流量到RS，响应直接由RS响应给客户端
直接路由（Direct Routing）是一种二层转发模式，二层转发的是数据帧。根据源mac地址和目的mac地址进行转发。
不会修改数据包源ip和目的ip，根据数据包mac地址进行转发。
DR模式下，lvs也是维护一个虚拟的ip地址，所有的请求都是发送到这个vip，既然是走二层转发，当客户端的请求到达调度之后，根据负载均衡的算法选择一个RS，修改vip服务器的目的mac变成RS的mac地址，RS处理完请求之后，根据报文当中客户端的源mac地址直接把响应发送到客户端即可，不需要走调度器了
数据流向：
可能出现的问题：
1、调度器配置了vip，RS上也配置了vip地址
vip地址冲突，调度器和RS都在同一网段，ARP通信的紊乱。因为是整个局域网广播，所有的设备都收到了
怎么把lo这个回环的响应把他屏蔽掉，只要本机的物理ip地址响应。
修改内核参数：
arp_ignore=1：系统的物理ip地址才会响应ARP请求，lo不会响应ARP请求
2、返回报文时，vip地址还在，怎么样能让客户端来接收到响应
修改内核参数：
arp_announce=2：系统不使用ip数据包的源地址来响应ARP请求，直接发送物理接口的ip地址
实验：
nginx1 RS（真实ip） 192.168.233.20
nginx2 RS 192.168.233.30
vip 192.168.233.100
调度器 192.168.233.10
客户端 192.168.233.40
步骤：
1、调度器配置（test1 192.168.233.10）
添加虚拟网卡ens33:0
修改调度器的响应参数
vim /etc/sysctl.conf
sysctl -p 添加策略
2、RS配置（nginx1和nginx2）[两边都要修改]
修改静态页面的展示内容
vim /usr/local/nginx/html/index.html
systemctl restart nginx 启动nginx
添加回环地址
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0
nginx1：
nginx2：
ifup lo:0，开启虚拟网卡lo:0
ifconfig 查看网卡
添加lo:0接口做为vip
route add -host 192.168.233.100 dev lo:0
设置ip地址为192.168.233.100的地址添加到回环接口，做为lvs的vip，通过路由的模式转发到RS,能让vip识别到真实的服务器
修改RS真实服务器的内核响应
vim /etc/sysctl.conf
实验结果：
lvs的三种工作模式区别：
