基于lvs的linux负载均衡技术实现

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1、基于LVS的Linux负载均衡技术实现最近在网络上看到不少人热衷于Linux集群的部署和配置。但是配置的思路和具体的步骤实在不敢恭维。为了解决一些新手在这方面存在的问题,特将本人原创的几个文档贡献出来。希望高手指正,也希望给新手一些帮助。在调度器的实现技术中,IP负载均衡技术效率最高。在已有的IP负载均衡技术中有通过网络地址转换(Network Address Translation)将一组服务器构成一个高性能的、高可用的虚拟服务器,我们称之为VS/NAT技术(Virtual Server via Network Address Translation),

2、大多数商品化的IP负载均衡调度器产品都是使用此方法,如Cisco的LocalDirector、F5的Big/IP和Alteon的ACEDirector。在分析VS/NAT的缺点和网络服务的非对称性的基础上,我们提出通过IP隧道实现虚拟服务器的方法VS/TUN(Virtual Server via IP Tunneling),和通过直接路由实现虚拟服务器的方法VS/DR(Virtual Server via Direct Routing),它们可以极大地提高系统的伸缩性。所以,IPVS软件实现了这三种IP负载均衡技术,它们的大致原理如下:Virtual Se

3、rver via Network Address Translation(VS/NAT) 通过网络地址转换,调度器重写请求报文的目标地址,根据预设的调度算法,将请求分派给后端真实服务器;真实服务器的响应报文通过调度器时,报文源地址被重写再返回给客户,完成整个负载调度过程。下面的基本结构和三层结构其实都是利用NAT这种方式。这种情况的配置比较简单,但通常在流量比较大的情况下会造成调度器的瓶颈。因为服务数据的返回必须通过调度器出去。Virtual Server via IP Tunneling(VS/TUN) 采用NAT技术时,由于请求和响应报文都必须经过调度

4、器地址重写,当客户请求越来越多时,调度器的处理能力将成为瓶颈。为了解决这个问题,调度器把请求报文通过IP隧道转发至真实服务器,而真实服务器将响应直接返回给客户,所以调度器只处理请求报文。由于一般网络服务应答比请求报文大许多,采用VS/TUN技术后,集群系统的最大吞吐量可以提高10倍。 Virtual Server via Direct Routing(VS/DR) VS/DR通过改写请求报文的MAC地址,将请求发送到真实服务器,而真实服务器将响应直接返回给客户。同VS/TUN技术一样,VS/DR技术可极大地提高集群系统的伸缩性。这种方法没有IP隧道的开销,

5、对集群中的真实服务器也没有必须支持IP隧道协议的要求,但是要求调度器与真实服务器都有一块网卡连在同一物理网段上。也就是说,在这种结构中,数据从外部到内部真实服务器的访问会通过调度器进来,但是真实服务器对其的应答不是通过调度器出去。即在大多数情况下,真实服务器可以通过各自的网关或者专用的网关对数据进行外发,从而降低调度器负载。同时在LVS中提供了八种不同的调度算法以供按照实际需求选择:轮叫(Round Robin) 调度器通过"轮叫"调度算法将外部请求按顺序轮流分配到集群中的真实服务器上,它均等地对待每一台服务器,而不管服务器上实际的连接数和系统负载。 加权

6、轮叫(Weighted Round Robin) 调度器通过"加权轮叫"调度算法根据真实服务器的不同处理能力来调度访问请求。这样可以保证处理能力强的服务器处理更多的访问流量。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况,并动态地调整其权值。 最少链接(Least Connections) 调度器通过"最少连接"调度算法动态地将网络请求调度到已建立的链接数最少的服务器上。如果集群系统的真实服务器具有相近的系统性能,采用"最小连接"调度算法可以较好地均衡负载。 加权最少链接(Weighted Least Connections) 在集群系统中的服务器性能差异较大的情

7、况下,调度器采用"加权最少链接"调度算法优化负载均衡性能,具有较高权值的服务器将承受较大比例的活动连接负载。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况,并动态地调整其权值。 基于局部性的最少链接(Locality-Based Least Connections) "基于局部性的最少链接" 调度算法是针对目标IP地址的负载均衡,目前主要用于Cache集群系统。该算法根据请求的目标IP地址找出该目标IP地址最近使用的服务器,若该服务器是可用的且没有超载,将请求发送到该服务器;若服务器不存在,或者该服务器超载且有服务器处于一半的工作负载,则用"最少链接"的原则选出一

8、个可用的服务器,将请求发送到该服务器。 带复制的基于局部性最少链接

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