什么是集群？
集群，是一组独立的计算机系统构成一个松耦合的多处理器系统，它们之间通过网络实现进程间的通信。应用程序可以通过网络共享内存进行消息传送，实现分布式计算机。集群的工作方式类似于人们之间的协同工作。
lvs-nat集群是一种最简单的集群。他的结构类似于linux透明代理服务器。
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
（1）RIP和DIP必须在同一个IP网络，且应该使用私网地址；RS的网关要指向DIP
（2）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
（3）支持端口映射，可修改请求报文的目标PORT
（4）VS必须是Linux系统，RS可以是任意OS系统
实现vs-nat简单模式集群：
首先让我们了解下集群中或用到术语及命令：
lvs集群类型中的术语：
VS：Virtual Server, Director, Dispatcher(调度器)，Load Balancer
RS：Real Server(lvs), upstream server(nginx)，backend server(haproxy)
CIP：Client IP
VIP: Virtual serve IPVS外网的IP
DIP: Director IPVS内网的IP
RIP: Real server IP
访问流程：CIP <--> VIP == DIP <--> RIP
命令的介绍：
lvs: ipvsadm/ipvs
ipvsadm：用户空间的命令行工具，规则管理器
用于管理集群服务及RealServer
ipvs：工作于内核空间netfilter的INPUT钩子上的框架
程序包：ipvsadm
Unit File: ipvsadm.service
主程序：/usr/sbin/ipvsadm
规则保存工具:/usr/sbin/ipvsadm-save
规则重载工具：/usr/sbin/ipvsadm-restore
配置文件：/etc/sysconfig/ipvsadm-config
ipvsadm命令：
核心功能：
集群服务管理：增、删、改
集群服务的RS管理：增、删、改
查看
ipvsadm-A|E -t|u|fservice-address [-s scheduler] [-p [timeout]] [-M netmask] [--pepersistence_engine] [-b sched-flags]
ipvsadm-D -t|u|fservice-address 删除
ipvsadm–C 清空
ipvsadm–R 重载
ipvsadm-S [-n] 保存
ipvsadm-a|e-t|u|fservice-address -r server-address [options]
ipvsadm-d -t|u|fservice-address -r server-address
ipvsadm-L|l[options]
ipvsadm-Z [-t|u|fservice-address]
管理集群服务：增、改、删
增、改：
ipvsadm -A|E -t|u|f service-address [-s scheduler] [-p [timeout]]
删除：
ipvsadm -D -t|u|f service-address
service-address：
-t|u|f：
-t: TCP协议的端口，VIP:TCP_PORT
-u: TCP协议的端口，VIP:UDP_PORT
-f：firewall MARK，标记，一个数字
[-s scheduler]：指定集群的调度算法，默认为wlc
管理集群上的RS：增、改、删
增、改：ipvsadm-a|e-t|u|fservice-address -r server-address [-g|i|m] [-w weight]
删除：ipvsadm-d -t|u|fservice-address -r server-address
server-address：
rip[:port]如省略port，不作端口映射
选项：
lvs类型：
-g: gateway, dr类型，默认
-i: ipip, tun类型
-m: masquerade, nat类型
-w weight：权重
其他一些命令
清空定义的所有内容：ipvsadm–C
清空计数器：ipvsadm-Z [-t|u|fservice-address]
查看：ipvsadm-L|l[options]
--numeric, -n：以数字形式输出地址和端口号
--exact：扩展信息，精确值
--connection，-c：当前IPVS连接输出
--stats：统计信息
--rate ：输出速率信息
ipvs规则：/proc/net/ip_vs
ipvs连接：/proc/net/ip_vs_conn
保存：建议保存至/etc/sysconfig/ipvsadm
ipvsadm-save > /PATH/TO/IPVSADM_FILE
ipvsadm-S > /PATH/TO/IPVSADM_FILE
systemctlstop ipvsadm.service
重载：
ipvsadm-restore < /PATH/FROM/IPVSADM_FILE
ipvsadm-R < /PATH/FROM/IPVSADM_FILE
systemctlrestart ipvsadm.service
一、实验环境：
规划：5台centos7 防火墙关闭或清空 iptables -F
client : ip:192.168.18.130
route ip ：eth0 192.168.18.131 eth1 192.168.114.129
VS ip:(VIP)eth0 192.168.114.128 (DIP)eth1 192.168.179.131
RS1 ip: 192.168.179.130
RS2 ip:192.168.179.128
简单环境拓扑图：
二、实现网络的连通
在客户端上添加网关:
route add default gw 192.168.18.131 //网关指向路由
在路由器上添加路由：
route add -net 192.168.179.0/24 gw 192.168.114.128
在VS中添加路由：
route add -net 192.168.18.0/24 gw 192.168.114.129
在RS1中添加路由：
route add default gw 192.168.129.131
在RS2中添加路由：
route add default gw 192.168.129.131
其中RS1与RS2添加相同 网关是接收数据，处理数据后返回。
在route与VS中开启转发功能：
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward 这只是临时生效永久修改配置文件
在/etc/sysctl.conf中添加 net.ipv4.ip_forword=1 ，运行sysctl -p 立即生效。
三、设置VS
ipvsadm -A -t 192.168.114.128 -ss rr //增加集群使用模式为roundrobin，轮询
ipvsadm -a -t 192.168.114.128 -r 192.168.179.130 -m 添加RS ，-m使用nat类型。
ipvsadm -a -t 192.168.114.128 -r 192.168.179.128 -m
ipvsadm -Ln 查看
[root@cnetos7 ~]#ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.114.128 rr
-> 192.168.179.128:80 Route 1 0 0
-> 192.168.179.130:80 Route 1 0 0
修改：
iptables -E -t 192.168.114.128 -ss wrr //Weighted RR，加权轮询
ipvsadm -e -t 192.168.114.128 -r 192.168.179.130 -m -w 3
到这里就简单的实现了vs-nat的简单集群！
LVS集群的特点可以归结如下：
功能
1.有实现三种IP负载均衡技术和八种连接调度算法的IPVS软件。在IPVS内部实现上，采用了高效的Hash函数和垃圾回收机制，能正确处理所调度报文相 关的ICMP消息（有些商品化的系统反而不能）。虚拟服务的设置数目没有限制，每个虚拟服务有自己的服务器集。它支持持久的虚拟服务（如HTTP Cookie和HTTPS等需要该功能的支持），并提供详尽的统计数据，如连接的处理速率和报文的流量等。针对大规模拒绝服务（Deny of Service）攻击，实现了三种防卫策略。
有基于内容请求分发的应用层交换软件KTCPVS，它也是在Linux内核中实现。有相关的集群管理软件对资源进行监测，能及时将故障屏蔽，实现系统的高可用性。主、从调度器能周期性地进行状态同步，从而实现更高的可用性。
2.适用性
后端服务器可运行任何支持TCP/IP的操作系统，包括Linux，各种Unix（如FreeBSD、Sun Solaris、HP Unix等），Mac/OS和Windows NT/2000等。
负载调度器能够支持绝大多数的TCP和UDP协议：
协议 内 容
TCP HTTP，FTP，PROXY，SMTP，POP3，IMAP4，DNS，LDAP，HTTPS，SSMTP等
UDP DNS，NTP，ICP，视频、音频流播放协议等
无需对客户机和服务器作任何修改，可适用大多数Internet服务。
3.性能
LVS服务器集群系统具有良好的伸缩性，可支持几百万个并发连接。配置100M网卡，采用VS/TUN或VS/DR调度技术，集群系统的吞吐量可高达1Gbits/s；如配置千兆网卡，则系统的最大吞吐量可接近10Gbits/s。
4.可靠性
LVS服务器集群软件已经在很多大型的、关键性的站点得到很好的应用，所以它的可靠性在真实应用得到很好的证实。有很多调度器运行一年多，未作一次重启动。
5.软件许可证
LVS集群软件是按GPL（GNU Public License）许可证发行的自由软件，这意味着你可以得到软件的源代码，有权对其进行修改，但必须保证你的修改也是以GPL方式发行。
