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Linux重要的服务讲述（1）-创新互联

NFS

  • 概述

  • NFS（Network File System）即网络文件系统，它允许网络中的计算机之间通过TCP/IP网络共享资源。在NFS的应用中，本地NFS的客户端应用可以透明地读写位于远端NFS服务器上的文件，就像访问本地文件一样。
    最早由sun公司开发，是类unix系统间实现磁盘共享的一种方法

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  • 工作原理

Linux重要的服务讲述（1）

如上图，当我们在NFS服务器设置好一个共享目录/data/share后，其他的有权限访问NFS服务器的NFS客户端就可以讲这个目录挂载到自己的本地，并且能看到服务端/data/share下的所有数据，NFS是通过网络来进行Server端和Client端之间的数据传输，既然走网络，双方肯定都要有端口,哪NFS Server怎么知道使用哪个端口来进行数据传输，NFS其实会随机选择端口来进行数据传输，NFS服务器是通过远程过程调用RPC（Remote Procedure Call）协议来实现的，所以，RPC管理服务端的NFS端口分配，客户端要传数据，那么客户端的RPC会先跟服务端的RPC去要服务器的端口，要到端口后，再建立连接，然后传输数据

  • RPC（Remote Procedure Call）——远程过程调用，它是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务，而不需要了解底层网络技术的协议。RPC协议假定某些传输协议的存在，如TCP或UDP，为通信程序之间携带信息数据。在OSI网络通信模型中，RPC跨越了传输层和应用层。RPC使得开发包括网络分布式多程序在内的应用程序更加容易。NFS 服务器在启动的时候就得要向 RPC 注册，所以 NFS 服务器也是一种 RPC server 。

  • NFS服务所需用到的软件

nfs-utils：NFS服务的全程序，包括rpc.nfsd、rpc.mountd这两个daemons和相关文档说明，以及执行命令文件等。

rpcbind：Centos.x下面RPC的主程序。NFS可视为一个rpc程序，在互动任何一个RPC程序之前，需要做好端口和功能的对应映射工作，这个映射工作就是由RPCBIND服务来完成的。因此，在提供NFS服务之前必须先启动RPCBIND服务。

named

  • 概述
    named服务，也就是dns，一般来讲域名比IP地址更加的有含义、也更容易记住，所以通常用户更习惯输入域名来访问网络中的资源，但是计算机主机在互联网中只能通过IP识别对方主机，那么就需要DNS域名解析服务了。

通常 Internet 主机域名的一般结构为：主机名.三级域名.二级域名.顶级域名。

TLD（top level domain）

组织域：.com, .org, .net, .cc

国家域: .cn, .tw, .hk, .iq, .ir, .jp

反向域: IP-->FQDN 将IP地址转换成主机名，早期只能正向解析，后来引入了一个机制。指针；但是从IP转换成FQDN是另外一套数据库。

DNS服务协议采用类似目录树的层次结构记录域名与IP地址的映射对应关系，形成一个分布式的数据库系统，上级仅知道其直接下级，下级只知道根的位置。结构模型：

Linux重要的服务讲述（1）

  • DNS域名解析服务(Domain Name System)是用于解析域名与IP地址对应关系的服务，功能上可以实现正向解析与反向解析：

  • 正向解析:根据主机名(域名)查找对应的IP地址。

  • 反向解析:根据IP地址查找对应的主机名(域名)。

  • DNS使用的端口号
    UDP TCP：53 优先使用UDP这种查询比较快的协议；当主从DNS同步数据时使用TCP这种可靠的传输协议

  • 主配置文件
options {         全局配置
        listen-on port 53 { any；};   监听端口
        listen-on-v6 port 53 { ::1; };
        directory       "/var/named";    指定区域文件存储目录
        dump-file       "/var/named/data/cache_dump.db";  dump cache目录
        allow-query     { any; };  指定允许进行查询的主机
        recursion yes;    是否允许递归查询
    pid-file     "/var/run/named"  指定pid的位置
    allow-transfer  { none； }；指定允许接受区域传送请求的主机（定义为辅助DNS）
    forwarders     { 114.114.114.114； }； 设置转发
    forward       only|first； 仅转发|优先转发
       
};
logging { 指定服务器日志记录的内容和日志信息来源
        channel default_debug {
                file "data/named.run";
                severity dynamic;
        };
};

zone "." IN {指定区域   
        type hint;            指定区域类型 hint根  master主服务  slave 从
        file "named.ca";       zone文件名
};

LVS负载均衡群集

  • LVS（Liunx Virtual Server）

LVS作用就是实现负载均衡，而负载均衡简单来所就是将用户请求合理的分流到后端节点之上，以实现资源的高效利用。
LVS特点是可以跨平台，也就是在windows、Linux系统之上都可以用。

LVS的核心组件：

ip_vs：linux的内核功能模块，工作在内核，依赖该内核模块实现负载均衡功能
ipvsadm：应用层程序，该程序可以和内核中的ip_vs模块通信，实现对负载均衡的管理和控制
keepalived也可以对ip_vs进行管理

  • LVS的工作模式：DR模式、NAT模式、TUN模式、。

地址转换：简称NAT模式，类似于防火墙的私有网络结构，负载调度器作为所有服务器节点的网关，即作为客户机的访问入口，也是个节点回应客户机的访问出口，服务器节点使用私有IP地址，与负载均衡调度器位于同一个物理网络，安全性要优于其他两种方式。

IP隧道：简称TUN模式，采用开放式的网络结构，负载调度器仅作为客户机的入口，各节点通过各自的Internet连接直接回应客户机，而不再经过负调度器。服务器节点分散在互联网的不同位置，具有独立的公网IP地址，通常专用IP隧道与负载调度器相互通信。

直接路由：简称DR模式，采用半开放式的网络结构，与TUN模式的结构类似，但个节点并不是分散在各地，而是与调度器位于同一个物理网络。负载调度器与个节点服务器通过本地网络连接，不需要建立专用的IP隧道。

LVS的调度算法，所谓算法简单来说就是按照什么规则来送后端的多个RS中挑选一个给用户提供服务。算法有静态算法和动态算法。

静态算法：无论后端的RS当前的服务器负载情况怎么样，都安装固定的方式来给RS分配用户请求

rr：Round Bobin，轮询，将客户端的请求交替分配给RS
wrr：Weighted Round Bobin，加权轮询，根据RS的性能不同，让他们来承担不同比例的用户请求
dh：Destination Hashing，目标地址哈希调度，基于用户所请求的地址做哈希表
作用：实现将对于相同的地址的请求调度到同一个RS之上
使用场景：适应于前端是一个DR，后端是多个cache的时候
sh：Source Hashing，源地址的哈希调度，基于用户的ip地址做哈希表
作用：实现将同一个客户端调度到相同的RS之上

  • 群集的类型

负载均衡群集：以提高应用系统的响应能力，尽可能处理更多的访问请求，减少延迟，获得高并发，高负载的整天性能，例如：“DNS轮询”，“应用层交换”，“反向代理”等都可以做负载均衡群集。

高可用群集：以提高应用系统的可靠性，尽可能地减少中断时间，确保服务的连续性，达到高可用的容错效果，例如：“故障切换”，“双机热备”，“多机热备”等都属于高可用群集。

高性能运算群集：以提高应用系统的CPU运算速度，扩展硬件资源和分析能力，获得相当于大型，超级计算机的高性能运算能力，例如：“云计算”等就属于高性能运算群集的一种。

  • 载均衡的分层结构

在典型的负载均衡群集中，包括以下三个层次的组件。

第一层：负载调度器，这是访问整个群集系统的唯一入口，多外使用所有服务器共有的VIP(虚拟IP)地址，也称群集IP地址。通常会配置主，备两台调度器实现热备，当主调度器失效以后平滑替换至备用调度器，确保高可用性。

第二层：服务器池：群集所提供的应用服务由服务器池承担，其中的每个节点具有独立的RIP(真实IP)地址，只处理调度器分发过来的客户机请求。

第三层:共享存储，为服务器池中的所有节点提供稳定，一致的文件存取服务，确保整个群集的统一性。在Linux环境中，共享存储可以使用NAS设备或者提供NFS(网络文件系统)共享服务的专用服务器。

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