Linux服务器集群系统四

2014-7-5 孤独求学人 架构

1. 前言 
在上一篇文章中,我们主要讲述了LVS集群中实现的三种IP负载均衡技术,它们主要解决系统的可伸缩性和透明性问题,如何通过负载调度器将请求高 效地分发到不同的服务器执行,使得由多台独立计算机组成的集群系统成为一台虚拟服务器;客户端应用程序与集群系统交互时,就像与一台高性能的服务器交互一 样。

本文将主要讲述在负载调度器上的负载调度策略和算法,如何将请求流调度到各台服务器,使得各台服务器尽可能地保持负载均衡。文章主要由两个部分组 成。第一部分描述IP负载均衡软件IPVS在内核中所实现的各种连接调度算法;第二部分给出一个动态反馈负载均衡算法(Dynamic-feedback load balancing),它结合内核中的加权连接调度算法,根据动态反馈回来的负载信息来调整服务器的权值,来进一步避免服务器间的负载不平衡。

在下面描述中,我们称客户的socket和服务器的socket之间的数据通讯为连接,无论它们是使用TCP还是UDP协议。对于UDP数据报文的 调度,IPVS调度器也会为之建立调度记录并设置超时值(如5分钟);在设定的时间内,来自同一地址(IP地址和端口)的UDP数据包会被调度到同一台服 务器。

2. 内核中的连接调度算法

IPVS在内核中的负载均衡调度是以连接为粒度的。在HTTP协议(非持久)中,每个对象从WEB服务器上获取都需要建立一个TCP连接,同一用户 的不同请求会被调度到不同的服务器上,所以这种细粒度的调度在一定程度上可以避免单个用户访问的突发性引起服务器间的负载不平衡。

在内核中的连接调度算法上,IPVS已实现了以下八种调度算法:

  • 轮叫调度(Round-Robin Scheduling)
  • 加权轮叫调度(Weighted Round-Robin Scheduling)

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Linux服务器集群系统三

2014-7-3 孤独求学人 架构

1.前言
在 前面文章中,讲述了可伸缩网络服务的几种结构,它们都需要一个前端的负载调度器(或者多个进行主从备份)。我们先分析实现虚拟网络服务的主要技术,指出 IP负载均衡技术是在负载调度器的实现技术中效率最高的。在已有的IP负载均衡技术中,主要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)。在分析VS/NAT的缺点和网络服务的非对称性的基础上,我们提出了通过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。VS/NAT、VS/TUN和VS/DR技术是LVS集群中实现的三种IP负载均衡技术,我们将在文 章中详细描述它们的工作原理和各自的优缺点。

在以下描述中,我们称客户的socket和服务器的socket之间的数据通讯为连接,无论它们是使用TCP还是UDP协议。下面简述当前用服务器集群实现高可伸缩、高可用网络服务的几种负载调度方法,并列举几个在这方面有代表性的研究项目。

2.实现虚拟服务的相关方法
在网络服务中,一端是客户程序,另一端是服务程序,在中间可能有代理程序。由此看来,可以在不同的层次上实现多台服务器的负载均衡。用集群解决网络服务性能问题的现有方法主要分为以下四类。

2.1. 基于RR-DNS的解决方法

NCSA的可伸缩的WEB服务器系统就是最早基于RR-DNS(Round-Robin Domain Name System)的原型系统[1,2]。它的结构和工作流程如下图所示:

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