Linux 负载均衡

在调度器的实现技术中，IP负载均衡技术是效率最高的。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），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

1) Virtual Server 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，将请求分派给后端的真实服务器；真实服务器的响应报文通过调度器时，报文的源地址被重写，再返回给客户，完成整个负载调度过程。

2)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。

3)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，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。

针对不同的网络服务需求和服务器配置，IPVS调度器实现了如下八种负载调度算法,这里我只介绍前四种,因为后面的基本不常用:

1)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。

2)加权轮叫（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。

3)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。

4)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。

 

我在这里做的实验采用的基于VS/NAT,轮叫机制,这样是因为我的两台服务器是完全一样的性能,所以采用轮叫的方法.如果在公司里,要根据不同的情况选择不同的部署方案,要看实际的需要和设备的实际情况来考虑.

 

同样我还是采用三台虚拟机,里面还是Linux AS5的版本,其中作为虚拟主机的机器

 

 

1) 下载ipvsadm软件包，下载地址：[url]http://www.linuxvirtualserver.org/[/url]

我下载的是ipvsadm-1.24.tar.gz

2）正常的步骤应该是先编译内核，因为ipvsadm要求内核在2.4.24以后的版本，为了省事，我直接用的是AS5，它的内核是2.6.18（可以使用uname -an察看系统内核信息）

3）软件包下载完成后，就要编译和安装ipvsadm了。

先要对内核进行软连接，因为ipvsadm在安装的过程中先要去查找/usr/src/linux 这个信息，所以我们要先把内核信息做软连接到/usr/src/linux。如果不这么做，在安装的过程中会报错，如图

软连接方法：ln -s /usr/src/kernels/2.6.18-53.el5-i686 /usr/src/linux

4）包的解压 安装

tar -zxvf ipvsadm-1.24

cd ipvsadm-1.24

make all

make install

安装完成后 可以察看版本信息 ipvsadm --version

pvsadm v1.24 2005/12/10 (compiled with popt and IPVS v1.2.1)

5) 配置LVS

在虚拟主机中启用转发功能

echo "1">/proc/sys/net/ipv4/ip_forward (因为虚拟主机在服务前段主要是负责ip的转发的，所以这项要启动)

清除ipvsadm表

ipvsadm -C

安装LVS服务

ipvsadm -A -t 10.1.1.200:80 -s rr

增加第一台服务器

ipvsadm -a -t 10.1.1.200:80 -r 192.168.1.100:80 -m -w 1

增加第二台服务器

ipvsadm -a -t 10.1.1.200:80 -r 192.168.1.200:80 -m -w 1

注意-w 后的是1而不是l

6) 配置服务器端

在192.168.1.100和192.168.1.200里分别将网关设置为192.168.1.254，并启动WEB服务（192.168.1.254是虚拟主机的内网IP）

 

7）测试

我在客户机上分别建立了两个主页,并启动WEB服务

在客户端多次浏览10.1.1.200（前端的虚拟主机ip），然后在虚拟主机上输入ipvsadm，会发现已经转发了4次

这个是我在访问前后的效果

 

 

现在我在访问同样一个10.1.1.200,也就是我的虚拟主机时,会发现是不同的网页

 

为了能看出效果,所以我弄的是两个不同的网页.在实际中,应该两个完全一样的主页,这样,虽然客户访问的同一个IP 看到同一个主页,实际上是两台不同的服务器,这样就达到了负载均衡的效果.然后在下端应用上HA(心跳连接),这样一个高可用的集群就算部署好了.