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LVS集群服务研究与实践,实现方法简单,明了,需要做毕业设计的同学可以拿去参考
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基于 Linux 的集群服务研究与实践
作 者 ***
指导教师 ***
摘要 当前校园网服务器需要具备提供大量并发访问服务的能力,文章介绍了Linux Virtual Server
集群服务器的工作原理,详细描述了各种负载均衡办法及分担算法等核心过程,设计了一个针对校园
网的服务器集群解决方案并在Linux操作系统平台上构建了集群虚拟服务器。对Linux集群服务器配置
及管理提出了一些解决方法。
关键词:LVS; 集群技术; 校园网; 负载均衡
目 录
1. 引言........................................................................................................................................................ 3
2. LVS(Linux Virtual Server)体系结构及工作原理................................................................................4
3. LVS 负载调度策略分析..........................................................................................................................4
4. LVS 集群技术实现方案..........................................................................................................................5
4.1 设计方案...........................................................................................................................................5
4.2 解决方案...........................................................................................................................................6
4.2.1 Linux 负载调度器(Linux Load Balancer)...............................................................................6
4.2.2 服务器池(Server Pool)..........................................................................................................7
4.2.3 共享存储(Shared Storage)....................................................................................................7
4.3 关键技术...........................................................................................................................................7
4.3.1 LVS 的 3 种负载均衡技术..........................................................................................................7
5. LVS 集群的安装和配置..........................................................................................................................8
5.1 软件安装...........................................................................................................................................8
5.2 在 Ac!ve LVS Router 和 Backup LVS Router 上配置 PHP..................................................................8
5.3 在 Ac!ve LVS Router 和 Backup LVS Router 上安装 LVS 所需要的包...............................................9
5.4 在 Ac!ve LVS Router 和 Backup LVS Router 上打开数据转发..........................................................9
5.5 在 Ac!ve LVS Router 上初始化 piranha 的密码..............................................................................10
5.6 在 Ac!ve LVS Router 上启动 pulse 进程.........................................................................................14
5.7 在 Backup LVS Router 上启动 pulse 进程........................................................................................14
5.8 配置 Real Server..............................................................................................................................14
5.9 测试.................................................................................................................................................15
6. 结论...................................................................................................................................................... 16
6.1 使用虚拟化工具进行模拟..............................................................................................................16
6.2 尽量使用相同的硬件.....................................................................................................................16
6.3 使用高性能网络.............................................................................................................................16
6.4 为硬件瘦身.....................................................................................................................................17
6.5 尽量让集群与互联网隔离..............................................................................................................17
6.6 关闭不需要的服务.........................................................................................................................17
7. 致谢...................................................................................................................................................... 18
8. 参考文献..............................................................................................................................................19
1. 引言
随着网络技术的发展和网络应用的进一步深入,在现代集群服务器承担了越来越多
的高校教学、科研以及管理方面的任务。服务器作为数据存储与发布的中心,担负着流
量控制、用户管理及内外网络转接等繁杂的任务,它的性能最为关键。尤其是当网络访
问突发性地增加而导致服务器不能及时处理用户的请求,将产生服务质量下降等问题,
这使得提高服务器的并发处理能力及负载能力已迫在眉睫。传统的解决方法是升级单一
的服务器系统,但首先成本太高,其次是原有服务器仍然较新,各方面的性能指标良好,
废弃不用将造成极大的资源浪费,大大降低了设备总体的性价比,而运用LVS集群技术可
以有效地解决这一问题。
集群并不是一个全新的概念,其实早在70年代计算机厂商和研究机构就开始了对集
群系统的研究和开发。而根据所要完成任务的不同,集群通常分成3种基本类型:高性能
(High - Performance)集群、高可用(High Availability)集群和负载均衡(Load
balance)集群。现在,越来越多的网站和企业采用Linux操作系统提供邮件、Web、文件
存储、数据库等服务。随着人们对Linux服务器依赖的加深,对其可靠性、负载能力和计
算能力也更加关注。LVS(Linux Virtual Server)集群技术应运而生,可以以低廉的成本,
很好地满足人们的这些需要。
现在,越来越多的网站和企业采用Linux操作系统提供邮件、Web、文件存储、数据
库等服务。随着人们对Linux服务器依赖的加深,对其可靠性、负载能力和计算能力也更
加关注。LVS集群技术应运而生,可以以低廉的成本,很好地满足人们的这些需要。LVS
集群技术属于负载均衡集群结构,它一种建立在Linux操作系统之上的虚拟服务器集群技
术,它把若干个松散连接的独立服务器连接在一起,构成一个高可靠和可扩展的集群服
务器,整个集群结构对外界用户来说是透明的。LVS集群提供与服务器个数成正比的负载
能力,利用基于IP层的负载均衡技术将客户请求合理分配到各个服务器上;当集群中的一
个系统发生故障时,集群软件迅速做出反应,将该系统的任务动态分配到集群中其它正
在工作的系统上执行,从而保证了服务的连续性;当总体的工作流量超出了集群中各系
统的能力时,将有其它系统加入到该集群中,从而使系统总体性能得以平滑地拓展,而
客户端不受任何影响,也不需任何改动,从而高效的对外提供服务。
LVS集群技术属于负载均衡集群结构,它一种建立在Linux操作系统之上的虚拟服务
器集群技术,它把若干个松散连接的独立服务器连接在一起,构成一个高可靠和可扩展
的集群服务器,整个集群结构对外界用户来说是透明的。LVS集群提供与服务器个数成正
比的负载能力,利用基于IP层的负载均衡技术将客户请求合理分配到各个服务器上;当集
群中的一个系统发生故障时,集群软件迅速做出反应,将该系统的任务动态分配到集群
中其它正在工作的系统上执行,从而保证了服务的连续性;当总体的工作流量超出了集
群中各系统的能力时,将有其它系统加入到该集群中,从而使系统总体性能得以平滑地
拓展,而客户端不受任何影响,也不需任何改动,从而高效的对外提供服务。
2. LVS(Linux Virtual Server)体系结构及工作原理
LVS是一个开源项目,它采用基于IP层的负载均衡调度方法将IP层上的TCP/IP请求根
据一定策略分配到后台服务器上。LVS建立在Netfilter机制之上,并且实现于Linux操作系
统内核之中,它的调度开销很小,所以具有很高的吞吐率。
LVS集群系统由前端的一个负载均衡器(Load Balancer)和后台真实服务器(Real
Server)组成。一组Real Server通过高速的局域网或者地理分布的广域网相互连接,他们
是客户请求的真实处理者。Load Balancer是Real Server集群系统的唯一入口点,它能无缝
地将网络请求调度到Real Server上,从而使得后台服务器集群的结构对客户是透明的,客
户访问集群系统提供的网络服务就如同访问一台高性能、高可用的服务器一样。
3. LVS 负载调度策略分析
针对不同的网络服务需求和服务器配置,LVS中Load Balancer实现了如下八种负载调
度策略:
(1)轮叫(Round Robin):以轮叫的方式依次将请求调度到不同的服务器,它假设
所有服务器处理性能均相同,不管服务器当前连接数和响应速度。因此不适用于服务器
性能不一的情况,很容易导致服务器间的负载不平衡。
(2)加权轮叫(Weighted Round Robin):为每个服务器指定一个权值,性能越高
则权值越大。算法按权值的高低和轮叫方式分配请求到各服务器,权值高的服务器比权
值低的服务器处理更多的连接。
(3)最少链接(Least Connections):把新的连接请求分配到当前连接数最小的服务
器。这种动态调度算法通过服务器当前活跃的连接数来估计服务器的负载情况。
(4)加权最少链接(Weighted Least Connections):同样为每台服务器指定一个权
值,权值大小与性能成正比,当新请求到来时,选择一个权值较大且连接数较小的服务
器提供服务。
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Michael_151
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