第十周LINUX学习笔记

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　LVS集群nat丶DR

HA：高可用
    平均无故障时间/（平均无故障时间+平均修复时间）
    
    负载均衡

次序
lb（负载）——>ha()
LB
  tcp:lvs,haproxy
  应用层：nginx haproxy ats
  缓存：varnish squied

HA：heartbeat，corosync keeplived iscsi gfs2 drdb
MogileFS
NoSQL：MongoDB


集群类型：
    LB：Load Banlancing（负载）
        扩展容量，实现伸缩性
    HA：High Availability（高可用）
        服务可用性
    HP：High Performace（高性能）
        向量机
        并发处理集群

开源方案
    LB:lvs，haproxy，nginx，ats
    HA：
       heartbeat
       corosync+pacemaker
       cman+rgmanager
       cman+pacemaker
       keepalived
       ultramonkey
    HP:hadoop


LB:解决方案
    硬件：
        F5 BIG-IP
        思杰 Citrix Netscaler
        A10 A10
        Array
        Redware
    软件：lvs
     linux Virtual Server
         章文嵩：正明

    ipvs相当于netfilter，将用户转发
       框架，需要依赖以规则完成转发
       ipvs集群服务
         定义一个或多个后端的服务器

    ipvsadm

LVS：四层交换、四层路由

VIP：
keepalived
CIP
Director：负载均衡器
real server
DIP：跟real server交互
RIP

CIP<-->VIP--DIP<-->RIP

LVS类型：
    NAT：-->(DNAT)
    DR
    TUN
    FULLNAT

LVS NAT的特性
    1.RS的应该使用私有地址
    2.RS的网关必须指向DIP
    3.RIP和DIP必须在同一网段内
    4.请求和响应的报文都得经过Director，在高负载场景中，Director很可能成为性能凭借
    5.支持端口映射
    6.RS可以使用任意支持集群服务的OS
LVS DR类型
    1.让前段路由将请求发往VIP时，只能是Dirctor上的VIP
        解决方案
        1.静态地址绑定
            未必有路由器的配置权限
            Director调用时静态地址绑定将难以使用
        2.arptables
        3.修改linux内核参数，将RS上的VIP配置在lo接口的别名上，限制linux仅对对应接口的ARP请求做相应

LVS DR类型的特性
    1.RS可以使用私有地址，还可以使用公网地址，此时可以直接通过互联网连入RS，以实现配置、监控等
    2.RS的网关一定不能指向DIP
    3.RS跟Dirctory要在同一物理网络内（不能有路由器分隔）
    4.请求报文经过Directory，但响应报文一定不经过Director
    5.不支持端口映射
    6.RS可以使用大多数的操作系统

LVS TUN类型：IP隧道
     1.RIP，DIP，VIP都得是公网地址
     2.RS的网关不会指向也不可能指向DIP
     3.请求报文经过Directory，但响应报文一定不经过Director
     4.不支持端口映射
     5.RS的OS必须得支持隧道功能

LVS的调度方法：10种
 
下午:回顾
  LVS-NAT,DNAT
  LVS-DR(Direct Routing)
  LVS-TUN:（IPIP）
  LNS-FULLNAT


LVS的调度方法：10种
     静态方法:仅根据算法本身进行调度
         rr：Round Robin 轮询
         wrr：Weighted RR 权重轮询
         sh：source hashing    源地址hash
         dh：destination hashing 目标地址hash
      动态方法：根据算法及RS当前的复制状态
          lc：Least Connection 最少连接
              计算当前的负载Overhead=Active*256+Inactive来实现
          wlc：Weighted LC
              Overhead=（Active*256+Inactive）/weight
          sed：Shortest Expect Delay  最短期望延迟
            Overhead=（Active+1）*256/weight          
        aq：Nerver Queus： 永不排队

        lblc：Locality-based least connection 基于本地的最少连接
        相当于dh+lc

        Lblcr：基于复制的基于本地的最少连接 Replicated and Locality-based least connection


Session持久机制
    1.Session绑定：始终将统一请求者的连接定向至统一RS（第一次请求时仍有调度选择）：没有容错哦能力，有损均衡效果
    2.session复制：在RS之间同步session，因此，每个RS持集群中所有的session；对于大服务器集群环境不适用
    3.session服务器：利用单独部署的服务器来统一管理session


LNS-FULLNAT：


LVS的集群服务：
    四层交换，四层路由
    根据请求目标套接字（包括端口的协议类型tcp，udp）来实现转发


ipvsadm

集群服务相关

-A:添加一个集群服务
    -t：tcp
    -u：udp
    -f： firewall make 通常应用于将两个或以上的服务绑定为一个服务进行处理时使用
    service-address
      -t IP:port
      -u ip:port
      -f firewall_mark
    -s 调度算法，默认为wlc
    -p: timeout persistent connection 持久连接
-E：修改定义过的集群服务

-D -t|u|f service-address：删除指定的集群服务

RS相关

    -a：向指定的CS中添加RS
        -t|-u|-f service-address：指明将RS添加至那个Cluster Service 中

        -r：指定RS，可以包含{IP[:port]},只有支持端口映射的LVS类型才允许此处使用跟集群服务中不同的端口

        lvs类型：
            -g：Gateway，DR
            -i：ipip,TUN
            -m:masquerade（地址伪装），NAT
            默认为DR

           指定RS权重
               -w
           上限下限：
            -x：下限
            -y：上限

    -e:修改指定的RS属性

    -d  -t|u|f  service-address  -r  server-address：在指定的集群服务中删除一个指定的RS

情况所有的集群服务：
    -C

保存规则（使用输出重定向）：
    ipvsadm-save
    ipvaadm -S

载入指定的规则：（使用输入重定向）
     ipvsadmin-restore
     ipvasdm -R

查看ipvs规则等
     -L [options]
         -n 使用数字格式显示IP地址，不反解
         -c：查看连接数相关信息
         --stats：显示统计数据
         --rate：数据传输速率
         --timeout：显示tcp会话时长
         --daemon:守护进程的信息
         --sort：对虚拟服务进行排序，默认为升序
         --exact：精确显示，不做单位换算

-Z：计数器清零


LVS-DR模型
    Director两个地址：VIP，DIP
    RS有两个地址：VIP，RIP


    禁止rs响应对BIP的ARP广播请求
        1.在前端路由上实现静态MAC地址VIP的绑定
            前提：得有路由器的配置权限
            缺点：Directory故障转移时，无法更新此绑定
        2.arptables
            前提：在各RS在安装arptables程序i，并编写arptables规则
            缺点：依赖于独特功能的应用程序
        3.修改Linux内核参数
            前提：RS必须是Linux
            缺点：适用性差
            两个参数：
                arp_announce:定义通告模式
                arp_ignore：定义收到arp请求的响应模式
            配置专用路由，以使得响应报文首先通过VIP所篇日志的lo上的别名接口

            Linux的工作特性：IP地址是属于主机，而非特定网卡
LVS-DR配置架构根据其VIP与RIP是否在同一个网络内有两种情况

在Directory 和RS上配置VIP，要使用如下格式
ifconfig ALIAS VIP netmask 255.255.255.255 broadcast VIP

route add -host VIP dev



LVS-DR的配置
 Director
     iptables -t filter -F
     ifconfig eth0:0 VIP netmask 255.255.255.255 broadcast VIP up
     route add -host VIP dev eth0:0

RS:
    echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
    echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
    echo 2 >/proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/arp_announce
    echo 2 >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

    ifconfig lo:0 VIP netmask 255.255.255.255 broadcast VIP up
     route add -host VIP dev eth0:0

Director:
ipvsadm -A -t ip:port -s scheduler
ipvsadm -a -t ip:port -r rs1 -g

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　LVS持久连接、DR、防火墙标记　　

VIP 与DIP 不在同一网段
DIP 和RIP在同一网段

LVS持久连接

源地址HASH

ipvs的连接模板 可以通过ipvsadm -L -c


持久连接
持久客户端连接 PCC：在固定时间内将来自于同一个客户端发往VIP的所有请求统统定向至同一个RS
0表示所有端口
持久端口连接 PPC：将来着余同一个客户端发往某VIP的某端口的所有请求统统定向至同一个RS
-p 指定时间

持久防火墙标记连接PFMC：port affinity
    基于防火墙标记，将两个或以上的端口绑定为同一个服务

    iptables -t mangle -A PREROUTING -d 172.16.100.8 -p tcp --dport 80 -j MARK --set-mark 10
    iptables -t mangle -A PREROUTING -d 172.16.100.8 -p tcp --dport 443 -j MARK --set-mark 10
    ipvsadm -A -f 10 -s rr
    ipvsadm -a -f 10 -r 172.16.100.11 -g
    ipvsadm -a -f 10 -r 172.16.100.11 -g

    ipvsadm -E -f 10 -s rr -p 1200



ipvs集群两个问题
    1.后端RS的监控状态检测？
        1.脚本
        2.keepalived,ldorectord

    2.Director自身的可用性？
        1.ldirectord（heartabeat,corosync）
        2.keeplived

   手动脚本检测


   1.某RS故障时，要检测至少三次才能让且下线，而重新上线时，只需要检测一次
   2.如何让脚本有更好的适应性