Linux集群技术在Web服务器中的应用

　　3．IP伪装

　　IP地址中的那些私有地址是无法直接与Internet上的机器通讯的,如果它们想与Internet上的机器通讯,需要采用网络地址翻译(NAT)机制.IP伪装机制实际上就是一种M-1的动态网络地址翻译,它能够将多个内网中的IP地址映射到一个与Internet相连接的外网IP地址上,这样无法直接与Internet上的机器通讯的内网机器就可以通过这台映射机器与外界进行联络.网络地址端口翻译是对网络地址翻译的一种扩展.它将许多网络地址以及TCP／UDP端口翻译为一个IP地址和TCP／UDP端口,本集群系统采用的就是网络地址端口翻译机制.为了使Linux支持IP伪装,重新编译Linux内核并安装、激活IP伪装模块.

　　IP伪装模块的主要工作包括：

　　(1)接收内网发向外网的所有请求.

　　(2)内网中的连接请求通过调度机转发到外网.

　　(3)将内网发向外网中的所有请求的源地址隐藏,使所有请求看上去都是由调度机发送的.

　　(4)建立HASH表来记录已经建立的所有连接.

　　(5)接收外网对请求的回应并将其转发到内网中的发出请求的机器上.

　　内网向外网发送连接请求的流程如图2所示(相反的过程非常类似)：

　　4．调度模块

　　调度模块是在应用层实现的,在应用层可以灵活地控制调度策略,可以采用静态的调度策略,也可以采用动态的调度策略；同时可以提高系统的可扩展性,当Web站点的访问量增大时,需要添加一台新的服务器时,只要在应用程序中增加一项数据就可以实现.调度模块的主要任务包括：

　　(1)调度机向各台实际服务器发送收集负载信息的命令.

　　(2)各台实际服务器分别运行获取CPU运行队列长度的程序.

　　(3)各台机器将各自的CPU运行队列长度信息回传给调度机.

　　(4)调度机对各台机器的CPU运行队列长度进行比较,并选出CPU运行队列长度最短的机器,认为此机器就是负最轻的机器.

　　(5)通过系统调用将负载最轻的机器的IP地址传入IP端口转发模块.

　　Server方的流程如图3所示

　　5．总结

　　本集群系统实现了IP级的负载平衡,对IP报文进行目标地址改写的工作主要在核心完成.这是这样速度很快,省掉了从用户到核心的通讯过程.该负载平衡系统主要具有以下功能：

　　(1)能够对基于TCP／IP协议的多种服务如telnet、ftp、http等进行转发.

　　(2)通过找出内网中当前负载最轻的服务器来响应用户的请求,实现动态负载平衡.

　　(3)通过匹配Hash表项,来自同一个服务的多次请求能发送到同一台内网的实际服务器上,保证连续性.

　　(4)能够保证毫秒级的响应时间.

　　(5)用户可以在应用程序中对内网的服务器的数目进行控制,具有良好的可伸缩性.

　　(6)当某台服务器出现故障时,能够及时地发现,具有良好的容错性.

　　当然,该系统还有很多需要完善的地方.如调度机应该双机备份等等.在大型的应用级集群服务系统的实施过程当中,设计人员需要考虑更多的要素：业务资源设计、资源监测、负载均衡、故障转移管理、可靠性、可用性和性能等若干方面.

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