LVS实现网络负载均衡实例精讲

LVS实现网络负载均衡实例精讲

网站集群架构设计 LVS实现网络负载均衡实例精讲CU版主 kns0124wh(百湖) 2009年6月20日 西安

LVS实现网络负载均衡实例精讲

清楚为什么会出现LVS LVS能够做到的 LVS实现方式 LVS需要High Availability LVS的应用延伸

LVS实现网络负载均衡实例精讲

互联网的发展

互联网用户

大型机

Unix诞生于1969年 1987商业化的互联网诞生 1990年互联网的膨胀在继续

LVS实现网络负载均衡实例精讲

群集概念的出现 人口大爆炸，男的比女的多3700万，都去 上网。于是服务器吃不消了，有人提出了 群集、云------概念。

LVS实现网络负载均衡实例精讲

解决之道 Html语法URL重定向– Location – 返回代码

早前的DNS的多个A记录 负载均衡产品– F5硬件 – GSLB服务端应用负载均衡 从程序解决

LVS实现网络负载均衡实例精讲

开源解决之道 节约采购硬件成本、减少开发难度 基于开源应用软件的Modules解决之路– apache mod_geoip mod_proxy_balancer mod_proxy_ajp – nginx GEO Module – tomcat sessions

1998年5月创立LVS– 成为了Linux内核的一部分 效率高 – 真实运行的Web proxy集群系统

LVS实现网络负载均衡实例精讲

什么是LVS LVS是章文嵩博士发起和领导的优秀的集群解决 方案,许多商业的集群产品,比如RedHat的Piranha 等,都是基于LVS的核心代码的。 LVS是一个开源的软件，在LINUX平台下实现基 于IP负载均衡技术和内容请求分发技术 。 LVS是Linux Virtual Server的缩写，意思是Linux 虚拟服务器。 http://www.77cn.com.cn/ http://www.77cn.com.cn/

LVS实现网络负载均衡实例精讲

LVS能做到的 The Linux Virtual Server is a highly scalable and highly available server built on a cluster of real servers, with the load balancer running on the Linux operating system. The architecture of the server cluster is fully transparent to end users, and the users interact as if it were a single high-performance virtual server. http://www.77cn.com.cn/

LVS实现网络负载均衡实例精讲

高性能的调度器 LVS集群采用IP负载均衡技术。调度器具有 很好的吞吐率，将请求均衡地转移到不同 的服务器上执行，结合健康检测功能调度 器自动屏蔽掉服务器的故障，结合High Availability技术从而将一组服务器构成一个 高性能的、高可用的虚拟服务器。整个服 务器集群的结构对客户是透明的，而且无 需修改客户端和服务器端的程序。为此， 在设计时需要考虑系统的透明性、可伸缩 性、高可用性和易管理性。

LVS实现网络负载均衡实例精讲

LVS不能做到的 机器数量需要多– Nginx 在一个主机上就可以实现很好的负载

基于IP的调度算法不能实现基于语意的调度 对于应用程序的sessions需要借助其他方式 对于数据库RAC、REPLICATION不同 Google file system, Bigtable, Mapreduce– (Hadoop开源的可运行于大规模集群上的分布 式并行编程框架 )

LVS实现网络负载均衡实例精讲

典型LVS结构 一般来说，LVS集群采用三层结构，负载调度器、 服务器池、共享存储主要

部分组成。

真实服务器节点

互联网用户

LVS调度节点

数据/后台服务节点

真实服务器节点

负载调度器

服务器池

共享存储

LVS实现网络负载均衡实例精讲

LVS的三个部分 负载调度器(load balancer),它是整个集群对 外面的前端机，负责将客户的请求发送到一组服 务器上执行，而客户认为服务是来自一个IP地址 (我们可称之为虚拟IP地址)上的。 服务器池(server pool),是一组真正执行客户 请求的服务器，执行的服务有WEB、MAIL、FTP 和DNS等。 共享存储(shared storage),它为服务器池提 供一个共享的存储区，这样很容易使得服务器池 拥有相同的内容，提供相同的服务。

LVS实现网络负载均衡实例精讲

三种IP负载均衡技术 可伸缩网络服务结构，都需要一个前端的负载调度器(主从备份) 基于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– 通过IP隧道实现虚拟服务器的方法VS/TUN (Virtual Server via IP Tunneling) – 通过直接路由实现虚拟服务器的方法VS/DR(Virtual Server via Direct Routing),

VS/DR可以极大地提高系统的伸缩性。 VS/NAT、VS/TUN和技术是LVS集群中实现的三种IP负载均衡技术。

LVS实现网络负载均衡实例精讲

VS/NAT的体系结构

LVS实现网络负载均衡实例精讲

半连接的TCP有限状态机

LVS实现网络负载均衡实例精讲

VS/TUN的体系结构