集群中数据的走向— FULLNAT

从用户的客户端机器，到我们的负载均衡器，再到我们的后端真实机器这个过程中，数据是如何走向的呢？用一副图来为你详细介绍这个过程（我们从数据封装角度来看，考虑到数据的mac地址以及IP地址）：
在这里插入图片描述
正如图片上分析的，因为我们的负载均衡器在这里做了一个fullnat，把进出数据的源IP和目的IP都给更改了，那么就会导致一个问题，后端的backend server只知道负载均衡器的IP地址，但是不知道客户端真正的源IP地址。

解决后端服务器不知道客户端IP地址的方法

方法一：在后端backend server上不使用realip模块

步骤1:在负载均衡器上修改http请求报文头部字段，添加一个X-Real-IP字段
将nginx内部的remote_addr这个变量的值，赋值给X-Real-IP这个变量，X-Real-IP这个变量会在http协议的请求报文里添加一个X-Real-IP的字段，后端的real server 服务器上的nginx就可以读取这个字段的值
X-Real-IP 这个变量名可以自己定义，随便取名，后面引用的时候，不区分大小写
修改后端负载均衡器的Nginx.conf配置文件：

server {
        listen  80;
        location / {
           # root   html;
           # autoindex on;
            proxy_pass http://scapp;
            proxy_set_header X-Real-IP  $remote_addr;		#添加这行代码，将remote_addr变量赋值给X-Real-IP 
            index  index.html index.htm;
        }

步骤2:在后端backend server上使用X_Real_IP这个字段，
在主配置文件nginx.conf里的日志部分调用这个变量，获取X-Real-IP的值（在负载均衡器上要写X-Real-IP，在backend server上要写x_real_ip【重点不是大小写，而是使用下划线】）
backend server的配置文件更改前：
在这里插入图片描述
backend server的配置文件更改后：

步骤3:验证效果，查看backend server的日志文件
插入新字段前的日志文件：

插入新字段后的日志文件：

方法二：后端backend server使用realip模块

前提条件：需要在backend server编译安装nginx的时候，需要接–with-http_realip_module，开启realip这个功能
步骤1:跟方法一的步骤1相同
将nginx内部的remote_addr这个变量的值，赋值给X-Real-IP这个变量，X-Real-IP这个变量会在http协议的请求报文里添加一个X-Real-IP的字段，后端的real server 服务器上的nginx就可以读取这个字段的值
步骤2:在backend server上使用set_real_ip_form 192.168.2.43;

server{
                listen 80;
                set_real_ip_from 192.168.2.43; #IP地址是你负载均衡器的IP地址
}

set_real_ip_from 192.168.2.43是告诉本机的nginx，192.168.2.43是负载均衡器，不是真正的client
然后realip模块会自动到负载均衡器的http头部中取定义的X-Real-IP字段，其实跟方法一差不多，只不过一个是后端机器自动获取到，一个是修改配置文件获得到

集群中保障数据一致性问题-- NFS

集群中使用nfs，让backend服务器都到nfs服务器里获取数据，这样就可以达到数据一致性，随便访问哪台后端服务器看到的内容都是一样的
nfs是什么？
??网络文件系统，英文Network File System(NFS)，是由SUN公司研制的UNIX表示层协议(presentation layer protocol)，能使使用者访问网络上别处的文件就像在使用自己的计算机一样。
nfs解决了什么问题？
??数据同源：到同一个地方去拿数据，保障数据的一致性
nfs的优点和缺点
??优点：随便一台linux服务器都可以搭建，成本非常低，构建非常容易
??缺点：读取速度有限，跟网络质量，磁盘IO，cpu，内存等因素有关，在传统的tcp/ip网络上传输的

实现步骤

1.搭建nfs服务器

[root@nfs ~]# yum install nfs-utils -y
[root@nfs ~]# service nfs start
Redirecting to /bin/systemctl start nfs.service
[root@nfs ~]# mkdir /data
mkdir: 无法创建目录"/data": 文件已存在
[root@nfs ~]# vim /etc/exports
[root@nfs ~]# cat /etc/exports
/data 192.168.2.0/24(rw,no_root_squash,no_all_squash,sync)
[root@nfs ~]# exportfs -r
#建议关闭防火墙和selinux
[root@nfs ~]# service firewalld stop
Redirecting to /bin/systemctl stop firewalld.service
[root@nfs ~]# systemctl disable firewalld
[root@nfs ~]# getenforce 
Disabled

/data 是我们共享的文件夹的路径–》使用绝对路径 --》需要自己新建
192.168.2.0/24 允许过来访问的客户机的ip地址网段
(rw,all_squash,sync) 表示权限的限制
rw 表示可读可写 read and write
ro 表示只能读 read-only
all_squash ：任何客户机上的用户过来访问的时候，都把它认为是普通的用户
root_squash 当NFS客户端以root管理员访问时，映射为NFS服务器匿名用户
no_root_squash 当NFS客户端以root管理员访问时，映射为NFS服务器的root管理员
sync 同时将数据写入到内存与硬盘中，保证不丢失数据
async 优先将数据保存到内存，然后再写入硬盘，效率更高，但可能丢失数据

2.backend服务器挂载到nfs共享的目录取数据
语法： mount nfs服务器的目录本地的目录
这样，backend服务器的/usr/share/nginx/html/目录就挂载到了nfs服务器的/data目录下了，如果要从backend的/usr/share/nginx/html/目录下取数据，就会自动去nfs服务器的/data下取数据，由此保障了数据的一致性

[root@web1 nginx]# yum install nfs-utils -y
[root@web1 nginx]# mount 192.168.2.35:/data /usr/share/nginx/html/
[root@web1 nginx]# df -Th
文件系统                类型      容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/centos-root xfs        17G  2.5G   15G   15% /
devtmpfs                devtmpfs  475M     0  475M    0% /dev
tmpfs                   tmpfs     487M     0  487M    0% /dev/shm
tmpfs                   tmpfs     487M   14M  473M    3% /run
tmpfs                   tmpfs     487M     0  487M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1               xfs      1014M  133M  882M   14% /boot
tmpfs                   tmpfs      98M     0   98M    0% /run/user/0
192.168.2.35:/data      nfs4      8.0G  2.4G  5.7G   30% /usr/share/nginx/html

NFS是实现数据一致性的好方法吗？

看到使用nfs服务器来实现数据的一致性，你肯定会觉得很low，的确，使用nfs来解决数据一致性确实不是一个最佳答案，但是使用nfs，你只需要一台廉价的服务器（或者虚拟机）以及一个免费的nfs-utils软件就能实现，这虽然不是最佳答案，但也是我们学生最便捷、经济的方式了。

如果你认为nfs比较差，以及你不差钱，那么我推荐你使用一下方式：
1.SAN：存储区域网络 (Storage Area Network, SAN) 是企业最常用的存储网络架构，要求高吞吐量和低延迟的业务关键型业务往往采用这类架构运行。
2.NAS（Network Attached Storage）网络存储基于标准网络协议实现数据传输，为网络中的Windows / Linux / Mac OS 等各种不同操作系统的计算机提供文件共享和数据备份。也就是比较便宜的使用tcp/ip网络协议，在日常的生活和工作里使用，例如：可以将所有手机，电脑里的图片集中存储。是一个小型带系统的存储设备
3.云存储，像戴尔等产商，有专门的做那种存储数据的服务器或者云存储服务器，这都不失为一个好的选择

NFS的工作原理

NFS是通过网络来进行服务器端和客户端之间的数据传输，那么两者之间要传输数据就要有想对应的网络端口，NFS服务器到底使用哪个端口来进行数据传输呢？
基本上NFS这个服务器的端口开在2049,但由于文件系统非常复杂。因此NFS还有其他的程序去启动额外的端口，这些额外的用来传输数据的端口是随机选择的，是小于1024的端口；既然是随机的那么客户端又是如何知道NFS服务器端到底使用的是哪个端口呢？这时就需要通过远程过程调用（Remote Procedure Call,RPC）协议来实现了！

因为NFS支持的功能相当多，而不同的功能都会使用不同的程序来启动，每启动一个功能就会启用一些端口来传输数据，因此NFS的功能对应的端口并不固定，客户端要知道NFS服务器端的相关端口才能建立连接进行数据传输，而RPC就是用来统一管理NFS端口的服务，并且统一对外的端口是111，RPC会记录NFS端口的信息，如此我们就能够通过RPC实现服务端和客户端沟通端口信息。PRC最主要的功能就是指定每个NFS功能所对应的port number,并且通知客户端，记客户端可以连接到正常端口上去。

那么RPC又是如何知道每个NFS功能的端口呢？

首先当NFS启动后，就会随机的使用一些端口，然后NFS就会向RPC去注册这些端口，RPC就会记录下这些端口，并且RPC会开启111端口，等待客户端RPC的请求，如果客户端有请求，那么服务器端的RPC就会将之前记录的NFS端口信息告知客户端。如此客户端就会获取NFS服务器端的端口信息，就会以实际端口进行数据的传输了。

提示：在启动NFS SERVER之前，首先要启动RPC服务（即portmap服务，下同）否则NFS SERVER就无法向RPC服务区注册，另外，如果RPC服务重新启动，原来已经注册好的NFS端口数据就会全部丢失。因此此时RPC服务管理的NFS程序也要重新启动以重新向RPC注册。特别注意：一般修改NFS配置文档后，是不需要重启NFS的，直接在命令执行/etc/init.d/nfs reload或exportfs –rv即可使修改的/etc/exports生效。