Linux基礎(chǔ)與服務(wù)管理電子教案 30-常用集群配置-Linux Virtual Server集群配置

Linux操作系統(tǒng)教案（30）教學(xué)標(biāo)題項(xiàng)目九常用集群配置授課班級(jí)課時(shí)2場(chǎng)地機(jī)房時(shí)間星期三授課教師唐乾林教學(xué)設(shè)計(jì)1.項(xiàng)目/任務(wù)價(jià)值常用集群的配置與管理2.學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1能利用講授的課程學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)本課程；2能準(zhǔn)確表達(dá)出LVS的概念；3熟悉LVS服務(wù)器的基本術(shù)語(yǔ)能力目標(biāo)1能能配置LVS服務(wù)器；2掌握LVS服務(wù)器的安裝和啟停控制思政-素質(zhì)目標(biāo)1線上線下結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力；2培養(yǎng)學(xué)生積極探索、勇于創(chuàng)新的科學(xué)素養(yǎng)；3養(yǎng)成小組溝通協(xié)作共同學(xué)習(xí)，解決問(wèn)題能力和團(tuán)隊(duì)合作精神；4能按照實(shí)訓(xùn)6S管理要求做好課前的準(zhǔn)備，課后的整理工作，培養(yǎng)勤儉、奮斗、創(chuàng)新、奉獻(xiàn)的勞動(dòng)精神；5適當(dāng)講述勵(lì)志小故事，正向引導(dǎo)學(xué)生的價(jià)值觀3.學(xué)習(xí)內(nèi)容1任務(wù)描述2知識(shí)準(zhǔn)備：課程的導(dǎo)學(xué)；LVS服務(wù)配置的概念、LVS服務(wù)架構(gòu)3任務(wù)實(shí)施：LVS服務(wù)安裝、配置、啟動(dòng)、客戶(hù)端配置4重點(diǎn)：LVS服務(wù)的安裝、配置5難點(diǎn)：LVS服務(wù)配置4.學(xué)習(xí)資源重電超星網(wǎng)課平臺(tái)，多媒體課件，理實(shí)一體化實(shí)訓(xùn)室實(shí)物：教材教學(xué)實(shí)施過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)生、教師活動(dòng)教學(xué)方法、手段及思政設(shè)計(jì)時(shí)間分配課程導(dǎo)學(xué)：通過(guò)一些應(yīng)用實(shí)例導(dǎo)入本課程，如：HPC，負(fù)載均衡明確學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)要求：預(yù)習(xí)+認(rèn)真+復(fù)習(xí)+用心互動(dòng)問(wèn)題討論列舉生活中一些實(shí)際應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系生活中計(jì)算機(jī)應(yīng)用案例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣多媒體演示信息調(diào)研講授、討論、案例教學(xué)課前發(fā)布導(dǎo)學(xué)單，線上線下結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。小組協(xié)作、溝通、互助學(xué)習(xí)，培育團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。5復(fù)習(xí)舊課，引入學(xué)習(xí)內(nèi)容如何提高計(jì)算性能?引入LVS教學(xué)內(nèi)容提問(wèn)，討論，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣多媒體演示信息調(diào)研講授、討論、案例教學(xué)課前發(fā)布導(dǎo)學(xué)單，線上線下結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。5教學(xué)內(nèi)容：1.集群集群是指一群相同系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)組，以高速的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，共同提供一種服務(wù)，共享一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，在客戶(hù)端來(lái)看就像在訪問(wèn)一臺(tái)主機(jī)．2.集群分類(lèi)（1)HPC高性能計(jì)算集群HPC是高性能計(jì)算(HighPerformanceComputing)機(jī)群的簡(jiǎn)稱(chēng)。指能夠執(zhí)行一般個(gè)人電腦無(wú)法處理的大資料量與高速運(yùn)算的電腦，其基本組成組件與個(gè)人電腦的概念無(wú)太大差異，但規(guī)格與性能則強(qiáng)大許多。（2)LB負(fù)載均衡集群負(fù)載均衡，英文名稱(chēng)為L(zhǎng)oadBalance，其含義就是指將負(fù)載（工作任務(wù)）進(jìn)行平衡、分?jǐn)偟蕉鄠€(gè)操作單元上進(jìn)行運(yùn)行，例如FTP服務(wù)器、Web服務(wù)器、企業(yè)核心應(yīng)用服務(wù)器和其它主要任務(wù)服務(wù)器等，從而協(xié)同完成工作任務(wù)。負(fù)載均衡構(gòu)建在原有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之上，它提供了一種透明且廉價(jià)有效的方法擴(kuò)展服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的帶寬、加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力、增加吞吐量、提高網(wǎng)絡(luò)的可用性和靈活性。（3）HA高可用集群HA(HighAvailable)，高可用性集群，是保證業(yè)務(wù)連續(xù)性的有效解決方案，一般有兩個(gè)或兩個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)，且分為活動(dòng)節(jié)點(diǎn)及備用節(jié)點(diǎn)。通常把正在執(zhí)行業(yè)務(wù)的稱(chēng)為活動(dòng)節(jié)點(diǎn)，而作為活動(dòng)節(jié)點(diǎn)的一個(gè)備份的則稱(chēng)為備用節(jié)點(diǎn)。當(dāng)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致正在運(yùn)行的業(yè)務(wù)（任務(wù)）不能正常運(yùn)行時(shí)，備用節(jié)點(diǎn)此時(shí)就會(huì)偵測(cè)到，并立即接續(xù)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)來(lái)執(zhí)行業(yè)務(wù)。從而實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的不中斷或短暫中斷。LVSLVS是LinuxVirtualServer的簡(jiǎn)寫(xiě)，意即Linux虛擬服務(wù)器，是一個(gè)虛擬的服務(wù)器集群系統(tǒng)。本項(xiàng)目在1998年5月由章文嵩博士成立，是中國(guó)國(guó)內(nèi)最早出現(xiàn)的自由軟件項(xiàng)目之一．LVS集群采用IP負(fù)載均衡技術(shù)和基于內(nèi)容請(qǐng)求分發(fā)技術(shù)。調(diào)度器具有很好的吞吐率，將請(qǐng)求均衡地轉(zhuǎn)移到不同的服務(wù)器上執(zhí)行，且調(diào)度器自動(dòng)屏蔽掉服務(wù)器的故障，從而將一組服務(wù)器構(gòu)成一個(gè)高性能的、高可用的虛擬服務(wù)器。整個(gè)服務(wù)器集群的結(jié)構(gòu)對(duì)客戶(hù)是透明的，而且無(wú)需修改客戶(hù)端和服務(wù)器端的程序。為此，在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮系統(tǒng)的透明性、可伸縮性、高可用性和易管理性。LVS負(fù)載均衡調(diào)度技術(shù)是在LINUX內(nèi)核中實(shí)現(xiàn)的，因此被稱(chēng)之為L(zhǎng)INUX虛擬服務(wù)器。我們使用該軟件配置LVS時(shí)候，不能直接配置內(nèi)核中的IPVS，而需要使用IPVS的管理工具ipvsadm進(jìn)行管理，當(dāng)然我們也可以通過(guò)keepalived軟件直接管理IPVS，并不是通過(guò)ipvsadm來(lái)管理ipvs4.LVS的工作原理(1)LVS的三層結(jié)構(gòu)一般來(lái)說(shuō)，LVS集群采用三層結(jié)構(gòu)，其主要組成部分為：A、負(fù)載調(diào)度器（loadbalancer），它是整個(gè)集群對(duì)外面的前端機(jī)，負(fù)責(zé)將客戶(hù)的請(qǐng)求發(fā)送到一組服務(wù)器上執(zhí)行，而客戶(hù)認(rèn)為服務(wù)是來(lái)自一個(gè)IP地址（我們可稱(chēng)之為虛擬IP地址）上的。B、服務(wù)器池（serverpool），是一組真正執(zhí)行客戶(hù)請(qǐng)求的服務(wù)器，執(zhí)行的服務(wù)有WEB、MAIL、FTP和DNS等。C、共享存儲(chǔ)（sharedstorage），它為服務(wù)器池提供一個(gè)共享的存儲(chǔ)區(qū)，這樣很容易使得服務(wù)器池?fù)碛邢嗤膬?nèi)容，提供相同的服務(wù)。(2)LVS工作原理LVS的IP負(fù)載均衡技術(shù)是通過(guò)IPVS模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的，IPVS是LVS集群系統(tǒng)的核心軟件，它的主要作用是：安裝在DirectorServer上，同時(shí)在DirectorServer上虛擬出一個(gè)IP地址，用戶(hù)必須通過(guò)這個(gè)虛擬的IP地址訪問(wèn)服務(wù)器。這個(gè)虛擬IP一般稱(chēng)為L(zhǎng)VS的VIP，即VirtualIP。訪問(wèn)的請(qǐng)求首先經(jīng)過(guò)VIP到達(dá)負(fù)載調(diào)度器，然后由負(fù)載調(diào)度器從RealServer列表中選取一個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)響應(yīng)用戶(hù)的請(qǐng)求。在用戶(hù)的請(qǐng)求到達(dá)負(fù)載調(diào)度器后，調(diào)度器如何將請(qǐng)求發(fā)送到提供服務(wù)的RealServer節(jié)點(diǎn)，而RealServer節(jié)點(diǎn)如何返回?cái)?shù)據(jù)給用戶(hù)，是IPVS實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)技術(shù)。4.lvs搭建示例（1）基礎(chǔ)環(huán)境準(zhǔn)備LVS調(diào)度器只作為WEB訪問(wèn)入口；Web訪問(wèn)出口由各個(gè)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器分別承擔(dān)1）節(jié)點(diǎn)規(guī)劃節(jié)點(diǎn)名稱(chēng) ip 角色 說(shuō)明DS IP：3；VIP：00 LVS負(fù)載調(diào)度器 VIP為L(zhǎng)VS的浮動(dòng)IPRS1 1 真實(shí)服務(wù)器1 提供web服務(wù)RS2 2 真實(shí)服務(wù)器2 提供web服務(wù)NFS-server 1 數(shù)據(jù)共享服務(wù)器 提供網(wǎng)頁(yè)共享數(shù)據(jù)注：web服務(wù)器選擇appache，數(shù)據(jù)共享服務(wù)器選擇nfs2）配置主機(jī)名（四個(gè)節(jié)點(diǎn)）hostnamectlset-hostname主機(jī)名su-l3）配置防火墻（四個(gè)節(jié)點(diǎn)）systemctlstopfirewalldsystemctldisablefirewalldsetenforce04）同步時(shí)鐘源（四個(gè)節(jié)點(diǎn)）yum-yinstallntpntpdatentpdatehwclock--systohc（2）配置NFS數(shù)據(jù)共享服務(wù)器1）配置服務(wù)端[root@nfs-server~]#yuminstallnfs-utilsrpcbind[root@nfs-server~]#rpm-qanfs-utilsrpcbindrpcbind-0.2.0-49.el7.x86_64nfs-utils-1.3.0-0.66.el7.x86_642）配置exports文件[root@nfs-server~]#cat/etc/exports/data/24(rw,sync)3）啟動(dòng)服務(wù)[root@nfs-server~]#systemctlrestartnfs[root@nfs-server~]#grepnfs/etc/passwdrpcuser:x:29:29:RPCServiceUser:/var/lib/nfs:/sbin/nologinnfsnobody:x:65534:65534:AnonymousNFSUser:/var/lib/nfs:/sbin/nologin[root@nfs-server~]#mkdir/data[root@nfs-server~]#chown-Rnfsnobody:nfsnobody/data/[root@nfs-server~]#ll-d/data/drwxr-xr-x.2nfsnobodynfsnobody68月512:04/data/3）本地掛載測(cè)試[root@nfs-server~]#mount1:/data/mnt/data[root@nfs-server~]#df-Th文件系統(tǒng)類(lèi)型容量已用可用已用%掛載點(diǎn)1:/datanfs410G1.4G8.7G14%/mnt/data[root@nfs-server~]#ls/data/[root@nfs-server~]#ls/mnt/data/[root@nfs-server~]#touch/data/a[root@nfs-server~]#ll/data/總用量0-rw-r--r--.1rootroot08月512:07a[root@nfs-server~]#ll/mnt/data/總用量0-rw-r--r--.1rootroot08月512:07a4）在rs1，rs2上配置nfs客戶(hù)端：rs2執(zhí)行相同操作#（1）安裝軟件[root@rs1~]#yuminstallnfs-utils-y#（2）本地測(cè)試[root@rs1~]#showmount-e1Exportlistfor1:/data/24（3）配置web服務(wù)器1）安裝服務(wù)[root@rs1~]#yuminstallhttpd-y2）啟動(dòng)服務(wù)[root@rs1~]#systemctlstarthttpd[root@rs1~]#systemctlenablehttpd3）掛在網(wǎng)頁(yè)共享目錄[root@rs1~]#mount-tnfs1:/data/var/www/html/[root@rs1~]#vim/etc/fstab1:/data/var/www/htmlnfsdefault00[root@rs1~]#mount-a4）創(chuàng)建測(cè)試目錄:nfs服務(wù)器上[root@nfs-server~]#vim/data/index.html<HTML><head><title>NFS_test</title></head><body><h1>Thisisatest</h1></body></HTML>5）網(wǎng)頁(yè)測(cè)試列舉實(shí)例小組討論如何設(shè)置小范圍局域網(wǎng)？多媒體演示啟發(fā)式教學(xué)正常使用電腦一絲不茍、規(guī)范操作（根據(jù)實(shí)際情況引入思政）一絲不茍、規(guī)范操作（根據(jù)實(shí)際情況引入思政）35擴(kuò)展：配置負(fù)載均衡服務(wù)器1）下載ipvs管理工具[root@ds~]#yuminstallipvsadm-y2）配置lvs#綁定浮動(dòng)IP[root@ds~]#nmcliconnshowNAMEUUIDTYPEDEVICEens3316900176-7f16-4273-b386-84c47666f2bbethernetens33[root@ds~]#nmcliconnmodens33+ipv4.addr00/24[root@ds~]#systemctlrestartnetwork#添加規(guī)則[root@ds~]#ipvsadm-A-t00:80-srr[root@ds~]#ipvsadm-a-t00:80-r1-g[root@ds~]#ipvsadm-a-t00:80-r2-g#查看規(guī)則[root@ds~]#ipvsadm-lnIPVirtualServerversion1.2.1(size=4096)ProtLocalAddress:PortSchedulerFlags->RemoteAddress:PortForwardWeightActiveConnInActConnTCP00:80rr->1:80Route100->2:80Route100#設(shè)置緩存時(shí)間[root@ds~]#ipvsadm--set121 3）在rs1，rs2上綁定ip到回環(huán)網(wǎng)卡上[root@rs1~]#cd/etc/sysconfig/network-scripts/[root@rs1network-scripts]#vimifcfg-lo:10CE=lo:10IPADDR=00NETMASK=55ONBOOT=yes[root@rs1network-scripts]#systemctlrestartnetwork4）調(diào)整內(nèi)核參數(shù)，關(guān)閉arp相應(yīng):rs1,rs2[root@rs1network-scripts]#vim/etc/sysctl.conf[root@rs1network-sc