基于LVS集群的負(fù)載均衡應(yīng)用.pdf

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1、基于LVS集群的負(fù)載均衡應(yīng)用鄭志嫻曾凌靜(福建交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建福州350007)[摘要]基于集群與負(fù)載均衡，進(jìn)一步介紹了LVS／DR的基本結(jié)構(gòu)、性能及體系結(jié)構(gòu)。并衡集群的方案，從服務(wù)器集群、分布式計(jì)算等方面解決了高并發(fā)數(shù)下車載終端的接入問題和向分一定的實(shí)際意義。[關(guān)鍵字】負(fù)載均衡；LVS；集群；虛擬服務(wù)器1．引言在各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)普遍應(yīng)用的今天，由于信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，經(jīng)常面臨海量信息的處理，單機(jī)的處理能力往往不足，對用硬件和軟件方法實(shí)現(xiàn)高可伸縮、高可用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的需求不斷增長。而如何在完成同樣功能的多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)合理的業(yè)務(wù)

2、量分配，使之不會出現(xiàn)一臺設(shè)備過忙、而別的設(shè)備卻未充分發(fā)揮處理能力的情況，就成了一個問題，負(fù)載均衡機(jī)制也因此應(yīng)運(yùn)而生。本文中所應(yīng)用到的系統(tǒng)是集3G、通信、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一體，主要實(shí)現(xiàn)對物流公司各種營運(yùn)車輛的安全、管理、生產(chǎn)提供服務(wù)。系統(tǒng)的構(gòu)架為集中式和分布式相結(jié)合，即中心管理平臺負(fù)責(zé)公司的數(shù)據(jù)通信、存儲、處理、分發(fā)；各分中心負(fù)責(zé)范圍內(nèi)車輛監(jiān)控管理；工作站負(fù)責(zé)接入車輛日常使用、維護(hù)和服務(wù)。公司中心管理平臺與各分中心為互相備份關(guān)系，保證系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行。高并發(fā)和大流量的網(wǎng)絡(luò)壓力，對系統(tǒng)提出了很高的要求，負(fù)責(zé)通訊的服務(wù)器需要承擔(dān)終端

3、接入解析服務(wù)，信息轉(zhuǎn)發(fā)和處理等任務(wù)，必須采用具有快速處理能力而且可擴(kuò)展性良好的方案。本文中的系統(tǒng)采用LVS／DR(LinuxVirtualServerviaDirectRouting)模式來實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。2．集群與負(fù)載均衡2．1集群集群是指一組獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成的一個松耦合的多處理器系統(tǒng)，它們之間通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的通訊。應(yīng)用程序可以通過網(wǎng)絡(luò)共享內(nèi)存進(jìn)行消息傳送，實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算機(jī)lll。集群可以將多臺計(jì)算機(jī)連接起來協(xié)同運(yùn)作以對外提供各種服務(wù)。2．2負(fù)載均衡網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡是一種動態(tài)均衡技術(shù)，通過實(shí)時地分析數(shù)據(jù)包，掌握網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流

4、量狀況，把任務(wù)合理均衡地分配出去。這種技術(shù)基于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提供了一種擴(kuò)展服務(wù)器帶寬和增加服務(wù)器吞吐量的廉價有效的方法，加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力，提高了網(wǎng)絡(luò)的靈活性和叮用性121。2．3集群和負(fù)載均衡技術(shù)(1)采用集群技術(shù)，可以使用多臺相對廉價的計(jì)算機(jī)集群，完成以前小型機(jī)甚至中大型機(jī)才可以完成的功能和任務(wù)，達(dá)到高性能的目的。(2)如果單臺機(jī)器故障，其余服務(wù)器可以平穩(wěn)接替故障點(diǎn)服務(wù)器，可實(shí)現(xiàn)對用戶的不間斷服務(wù)，達(dá)到高可用性。(3)便利的可伸縮性，隨著終端數(shù)量的增加，如果需要添加新服務(wù)器，可以不影響業(yè)務(wù)正常使用的情況下，將系統(tǒng)擴(kuò)容，因此

5、，將來受到限制的將只是用戶方的網(wǎng)絡(luò)帶寬，對服務(wù)器的承受能力只是添加新服務(wù)器的問題(4)高性能計(jì)算，即充分利用集群中的每一臺計(jì)算機(jī)的資源，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)算的并行處理，可以用于高端計(jì)算領(lǐng)域如科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域和海量數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域。(5)負(fù)載平衡，即把負(fù)載壓力合理分配到集群中的每一臺計(jì)算機(jī)上，以減輕主服務(wù)器的壓力，降低對主服務(wù)器的硬件和軟件要求。3．LVS方案在如今得到了廣泛應(yīng)用的Linux平臺下，LVS(LinuxVirtualServer)負(fù)載均衡集群是應(yīng)用最廣泛的負(fù)載均衡解決方案。LVS架設(shè)的服務(wù)器集群系統(tǒng)從體系結(jié)構(gòu)上看是透明的，最終用戶只感

6、覺到一個虛擬服務(wù)器。物理服務(wù)器之間可以通過高速的LAbl或分布在各地的WAN相連。最前端是負(fù)載均衡器，它負(fù)責(zé)將各種服務(wù)請求分發(fā)給后面的集群的服務(wù)器，讓整個集群表現(xiàn)得像一個服務(wù)于同一口地址的虛擬服務(wù)器【捫。由于實(shí)現(xiàn)了多機(jī)器集群，使得整個虛擬的服務(wù)器具有強(qiáng)大的處理能力，并且具有良好的可伸縮性。3．1LvS／DR的基本結(jié)構(gòu)LVS方式的集群從結(jié)構(gòu)上可分為兩部分：前端的負(fù)載均衡器和后端的真實(shí)服務(wù)器。前端的負(fù)載均衡器將來自外界的請求調(diào)度到集群后端不同的服務(wù)器上去執(zhí)行。真實(shí)服務(wù)器負(fù)責(zé)真正提供各種應(yīng)用服務(wù)，其數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行增減。3．2L

7、vS／DR的性能LVS服務(wù)器集群系統(tǒng)具有良好的伸縮性，由于是在內(nèi)作者簡介：鄭志嫻，女，福建福州人，本科，講師，研究方向：網(wǎng)絡(luò)開發(fā)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用。數(shù)據(jù)庫。一53—≯灞鼻瀑》簪翮緩葛通信核中作四層交換，只花128個字節(jié)記錄一個連接信息。一個有512M可用內(nèi)存的機(jī)器理論上可以支持到四百萬個并發(fā)連接，如配置100M網(wǎng)卡，采用DR調(diào)度模式，集群系統(tǒng)的吞吐量可高達(dá)1Gbits／s：如配置千兆網(wǎng)卡，則系統(tǒng)的最大吞吐量可接近lOGbits／s。3．3LVS囝R和傳統(tǒng)的負(fù)載均衡解決方案的比較其它常見的負(fù)載均衡方案是網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換和NAT方式。(1)網(wǎng)絡(luò)

8、地址轉(zhuǎn)換用戶通過虛擬P地址訪問服務(wù)時，訪問請求的報文會到達(dá)負(fù)載調(diào)度器，由它進(jìn)行負(fù)載均衡調(diào)度，從一組真實(shí)服務(wù)器選出一個，將報文的目標(biāo)地址的虛擬IP改寫成選定服務(wù)器的地址，報文的目標(biāo)端口改寫成選定服務(wù)器的相應(yīng)端口，最后將報文發(fā)送給選定的服務(wù)器。真實(shí)服務(wù)