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深度探索负载均衡在大型网站中的应用

来源：IT实验室周报   时间:2008-09-15  作者：  点击：次  责任编辑：Flyfox
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    前言对一个大型的网站如www.51.com，www.sina.com.cn.他们都有几千的服务器在一个网站上运行。那他们是怎么工作的啦？

    下面我们最介绍基本大型网站架构中一个非常重要的部分。负载均衡在大型网站中的功能和应用。负载均衡这个技术是一个非常成熟的技术。也是对一个大型网站并发时非常有用的一个技术。提到负载均衡，我们就不得不提到LVS（为什么？因为他免费，因为它不比商业的如F5（BIG/IP）的那些机器差。呵呵）。

    Linux虚拟服务器项目（Linux Virtual Server Project）是由国内章文嵩博士发起和领导的，他目前是TelTel的首席科学家。日前这个项目的网址是http://www.LinuxVirtualServer.org/， LVS中的IPVS第一个版本源程序于1998年5月在网上发布。至今，本项目受到不少关注，LVS系统已被用于很多重负载的站点，就我们所知该系统已在美、中、英、德、澳等国的近百个站点上正式使用。

    LVS基于Linux系统的服务器集群解决方案，其实现目标是创建一个具有良好的扩展性、高可靠性、高性能和高可用性的体系。许多商业的集群产品，比如RedHat的Piranha、 Turbo Linux公司的Turbo Cluster等，都是基于LVS的核心代码的。

    下面是一些大型LVS应用实例：" 英国国家JANET Cache Service（wwwcache.ja.net）是为英国150所以上的大学提供Web Cache服务。他们用28个结点的LVS集群代替了原有现50多台相互独立的Cache服务器，用他们的话说现在速度就跟夏天一样，因为夏天是放假期间没有很多人使用网络。

    " Linux的门户站点（linux.com">www.linux.com）用LVS将很多台VA Linux SMP服务器组成高性能的WEB服务，已使用是由中国一个Linux程序员章文嵩博士发起和领导的，基于Linux系统的服务器集群解决方案，其实现目标是创建一个具有良好的扩展性、高可靠性、高性 能和高可用性的体系。许多商业的集群产品，比如RedHat的Piranha、 Turbo Linux公司的Turbo Cluster等，都是基于LVS的核心代码的。将近一年。

    " SourceForge（sourceforge.net）是在全球范围内为开发源码项目提供WEB、FTP、Mailing List和CVS等服务，他们也使用LVS将负载调度到十几台机器上。

    " 世界上最大的PC制造商之一采用了两个LVS集群系统，一个在美洲，一个在欧洲，用于网上直销系统。

    " 以RealPlayer提供音频视频服务而闻名的Real公司（www.real.com）使用由20台服务器组成的LVS集群，为其全球用户提供音频视频服务。在2000年3月时，整个集群系统已收到平均每秒20，000个连接的请求流。

    " NetWalk（www.netwalk.com）用多台服务器构造LVS系统，提供1024个虚拟服务，其中本项目的一个美国镜像站点（www.us.linuxvirtualserver.org）。

    " RedHat（www.redhat.com）从其6.1发行版起已包含LVS代码，他们开发了一个LVS集群管理工具叫Piranha，用于控制LVS集群，并提供了一个图形化的配置界面。

    " VA Linux（www.valinux.com）向客户提供基于LVS的服务器集群系统，并且提供相关的服务和支持。

    " TurboLinux的"世界一流Linux集群产品"TurboCluster实际上是基于LVS的想法和代码的，只是他们在新闻发布和产品演示时忘了致谢 . " 红旗Linux和中软都提供基于LVS的集群解决方案，并在2000年9月召开的Linux World China 2000上展示。

    基实国内相当多的网站也使用了LVS象51.com之类。只是没有收集详细的资料。有机会大家可以多了解一下有关使用lvs的网站。

    思考如果一个网站，在一个用户连接/会话（connections/sessions）中， 很多Web应用程序（例如：软件论坛，购物车等）使用会话，在其中一个节点一上创建会话。是没法给会话转给下一台服务器处理的。负载均衡器必须保证会话的正确性。

    原理一。LVS主从工作原理和网站架构LVS在基本的生产环境中，都会同时运行在二台硬件相近的服务器上：LVS Router（主 LVS ），一个作为备份LVS（备份 LVS ）。

    主LVS 服务器在网站的前端起二个作用：均衡负载压力到真实服务器（如apache）上和检查后面真实服务器提供的服务是否正常。

    备份LVS 用来监控主LVS和备份主服务器，在当故障出现时主LVS 死机fail掉了以后，就会启动自己来接管主LVS 的工作。

    基中有一个叫Pulse（心跳服务） 运行在主LVS和备份LVS上。在备份LVS上，每秒pulse发送一个心跳（heartbeat）到主LVS的外网接口检查主LVS的服务是否正常。当然在主LVS上，也有pulse服务，它主要是响应备份LVS的心跳。

    LVS进程调用 ipvsadm工具（RedHat开发）去配置和维护IPVS路由表，它会为每一个在真实服务器上的虚拟服务启动一个nanny进程。每一个nanny进程去检查真实服务器上的服务状态，如果有异常。就会将故障情况通知 LVS进程。当故障发现时，LVS进程通知ipvsadm在IPVS路由表中将此节点删除。当然，它发现故障的机器恢复时也能自动的加入到服务中来。

    如果备份LVS未收到来自于主LVS的响应，它将调用send_arp将虚拟IP地址再分配到备份LVS的公网接口上。并在公网接口和局域网接口上分别发送一个命令去关掉主LVS上的LVS进程。同时启动自己的LVS进程来调度客户端请求。

    下面是一个大中型网站LVS架构的服务器组：

    象平时在大中型网站的服务器架构，基本就象上面一样。上面是一个服务器组提供同一种服务，如image的服务。

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