LVS学习笔记--概念

最近在学习南非蚂蚁大大的博客上的一些文章,主要在学习LVS,现在就是将自己学习到的内容记录下来,做一个学习笔记与大家分享.

南非蚂蚁大大的博客是http://ixdba.blog.51cto.com

一、LVS概念

LVS是Linux Virtual Server的简称,也就是Linux虚拟服务器.这是一个由章文嵩博士发起的一个开源项目,它的官方网站是http://www.linuxvirtualserver.org/.现在LVS已经是Linux内核标准的一部分.

使用LVS可以达到的技术目标是：通过LVS达到的负载均衡技术和Linux操作系统实现一个高性能高可用的Linux服务器群集,它具有良好的可靠性,可拓展性和可操作性.从而以低廉的成本实现最优的性能.

LVS从1998年开始,发展到现在已经是一个比较成熟的项目了.利用LVS技术可以实现高性能,高可压缩的网路服务,例如WWW服务,FTP服务,MAIL服务等.比较著名的就是www.linux.com以及www.real.com.

二、LVS的体系架构

使用LVS架设的服务器集群系统有三个部分组成：最前端的负载均衡层（Loader Balancer）,中间的服务器群组层,用Server Array表示,最底层的数据共享存储层,用Shared Storage表示.在用户看来所有的应用都是透明的,用户只是在使用一个虚拟服务器提供的高性能服务.

LVS的体系架构如图：

LVS的各个层次的详细介绍：

Load Balancer层：位于整个集群系统的最前端,有一台或者多台负载调度器（Director Server）组成,LVS模块就安装在Director Server上,而Director的主要作用类似于一个路由器,它含有完成LVS功能所设定的路由表,通过这些路由表把用户的请求分发给Server Array层的应用服务器（Real Server）上.同时,在Director Server上还要安装对Real Server服务的监控模块Ldirectord,此模块用于监测各个Real Server服务的健康状况.在Real Server不可用时把它从LVS路由表中剔除,恢复时重新加入.

Server Array层：由一组实际运行应用服务的机器组成,Real Server可以是WEB服务器、MAIL服务器、FTP服务器、DNS服务器、视频服务器中的一个或者多个,每个Real Server之间通过高速的LAN或分布在各地的WAN相连接.在实际的应用中,Director Server也可以同时兼任Real Server的角色.

Shared Storage层：是为所有Real Server提供共享存储空间和内容一致性的存储区域,在物理上,一般有磁盘阵列设备组成,为了提供内容的一致性,一般可以通过NFS网络文件系统共享数据,但是NFS在繁忙的业务系统中,性能并不是很好,此时可以采用集群文件系统,例如Red hat的GFS文件系统,oracle提供的OCFS2文件系统等.

从整个LVS结构可以看出,Director Server是整个LVS的核心,目前,用于Director Server的操作系统只能是Linux和FreeBSD,linux2.6内核不用任何设置就可以支持LVS功能,而FreeBSD作为Director Server的应用还不是很多,性能也不是很好.对于Real Server,几乎可以是所有的系统平台,Linux、windows、Solaris、AIX、BSD系列都能很好的支持.

三、 LVS集群的特点

3.1 IP负载均衡与负载调度算法

1．IP负载均衡技术

负载均衡技术有很多实现方案,有基于DNS域名轮流解析的方法、有基于客户端调度访问的方法、有基于应用层系统负载的调度方法,还有基于IP地址的调度方法,在这些负载调度算法中,执行效率最高的是IP负载均衡技术.

LVS的IP负载均衡技术是通过IPVS模块来实现的,IPVS是LVS集群系统的核心软件,它的主要作用是：安装在Director Server上,同时在Director Server上虚拟出一个IP地址,用户通过这个虚拟的IP地址访问服务.这个虚拟IP一般称为LVS的VIP,即Virtual IP.访问的请求经过VIP到达负载调度器,然后由负载调度器从Real Server列表中选取一个服务节点响应用户的请求.

当用户的请求到达负载调度器后,调度器如何将请求发送到提供服务的Real Server节点,而Real

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