❶ lvs負載均衡（簡介，三種工作模式，四種常用演算法）
一，lvs簡介
LVS是linux Virtual Server的簡稱，也就是Linux虛擬伺服器，是一個由章文嵩博士發起的自由軟體項目，官方站點是： http://www.linuxvirtualserver.org 。現在LVS已經是Linux標准內核的一部分，在Linux2.4內核以前，使用LVS時必須重新編譯內核以支持LVS功能模塊，但是從Linux2.4內核心之後，已經完全內置了LVS的各個功能模塊，無需給內核打任何補丁，可以直接使用LVS提供的各種功能。使用LVS技術要達到的目標是：通過LVS提供的負載均衡技術和Linux操作系統實現一個高性能，高可用的伺服器群集，它具有良好的可靠性、可擴展性和可操作性。從而以兄棚野低廉的成本實現最優的服務性能。
二，三種工作模式
1、基於NAT的LVS模式負載均衡
也就是網路地址翻譯技術實現虛擬伺服器，當用戶請求到達調度器時，調度器將請求報文的目標地址（即虛擬IP地址）改寫成選定的Real Server地址，同時報文的目標埠也改成選定的Real Server的相應埠，***將報文請求發送到選定的Real Server。在伺服器端得到數據後，Real Server返回數據給用戶時，需要再次經過負載調度器將報文的源地址和源埠改成虛擬IP地址和相應埠，然後把數據發送給用戶，完成整個負載調度過程。可以看出，在NAT方式下，用戶請求和響應報文都必須經過Director Server地址重寫，當用戶請求越來越多時，調度器的處理能力將稱為瓶頸。
2，基於TUN的LVS負載均衡
也就是IP隧道技術實現虛擬伺服器。它的連接調度和管理與VS/NAT方式一樣，只是它的報文轉發方法不同，VS/TUN方式中，調度器採用IP隧道技術將用戶請求轉發到某個Real Server，而這個Real Server將直接響應用戶的請求，不再經過前端調度器，此外，對Real Server的地域位置沒有要求，可以和Director Server位於同一個網段，也可以是獨立的一個網路。因此，在TUN方式中，調度器將只處理用戶的報文請求，集群系統的吞吐量大大提高。
用的很少，圖省略
3，基於DR的LVS負載均衡
也就是用直接路由技術實現虛擬伺服器。它的連接調度和管理與VS/NAT和VS/TUN中的一樣，但它的報文轉發方法又有不同，VS/DR通過改寫請求報文的MAC地址，將請求發送到Real Server，而Real Server將響應直接返回給客戶，免去了VS/TUN中的IP隧道開銷。這種方式是三種負載調度機制中性能最好的，但是必須要求Director Server與Real Server都有一塊網卡連在同一物理網段上。
三，LVS負載均衡調度演算法
上面我們談到，負載調度器是根據各 個伺服器的負載情況，動和或態地選擇一台Real Server響應用戶請求，那麼動態選擇是如何實現呢，其實也就是我們這里要說的負載調度演算法，根據不同的網路服務需求和伺服器配置，IPVS實現了如下 八種負載調度演算法，這里我們詳細講述最常用的四種調度演算法，剩餘的四種調度演算法請參考其它資料。
3.1 輪叫調度（Round Robin）
「輪叫」調度也叫1:1調度，調度器通過羨喊「輪叫」調度演算法將外部用戶請求按順序1:1的分配到集群中的每個Real Server上，這種演算法平等地對待每一台Real Server，而不管伺服器上實際的負載狀況和連接狀態。
3.2 加權輪叫調度（Weighted Round Robin）
「加 權輪叫」調度演算法是根據Real Server的不同處理能力來調度訪問請求。可以對每台Real Server設置不同的調度權值，對於性能相對較好的Real Server可以設置較高的權值，而對於處理能力較弱的Real Server，可以設置較低的權值，這樣保證了處理能力強的伺服器處理更多的訪問流量。充分合理的利用了伺服器資源。同時，調度器還可以自動查詢Real Server的負載情況，並動態地調整其權值。
3.3 最少鏈接調度（Least Connections）
「最少連接」調度演算法動態地將網路請求調度到已建立的鏈接數最少的伺服器上。如果集群系統的真實伺服器具有相近的系統性能，採用「最小連接」調度演算法可以較好地均衡負載。
3.4 加權最少鏈接調度（Weighted Least Connections）
「加權最少鏈接調度」是「最少連接調度」的超集，每個服務節點可以用相應的權值表示其處理能力，而系統管理員可以動態的設置相應的權值，預設權值為1，加權最小連接調度在分配新連接請求時盡可能使服務節點的已建立連接數和其權值成正比。
其它四種調度演算法分別為：基於局部性的最少鏈接（Locality-Based Least Connections）、帶復制的基於局部性最少鏈接（Locality-Based Least Connections with Replication）、目標地址散列（Destination Hashing）和源地址散列（Source Hashing），對於這四種調度演算法的含義，本文不再講述，如果想深入了解這其餘四種調度策略的話，可以登陸LVS中文站點 zh.linuxvirtualserver.org，查閱更詳細的信息。
❷ U8伺服器參數配置中負載均衡如何設置
網路的負載均衡是一種動態均衡技術，通過一些工具實時地分析數據包，掌握網路中的數據流量狀況，把任務合理均衡地分配出去。這種技術基於現有網路結構，提供了一種擴展伺服器帶寬和增加伺服器吞吐量的廉價有效的方法，加強了網路數據處理能力，提高了網路的靈活性和可用性。
以四台伺服器為例實現負載均衡：
安裝配置LVS
1. 安裝前准備：
(1)首先說明，LVS並不要求集群中的伺服器規格劃一，相反，可以根據伺服器的不同配置和負載狀況，調整負載分配策略，充分利用集群環境中的每一台伺服器。如下表：
Srv Eth0 Eth0：0 Eth1 Eth1：0
vs1 10.0.0.1 10.0.0.2 192.168.10.1 192.168.10.254
vsbak 10.0.0.3 192.168.10.102
real1 192.168.10.100
real2 192.168.10.101
其中，10.0.0.2是允許用戶訪問的IP。
(2)這4台伺服器中，vs1作為虛擬伺服器(即負載平衡伺服器)，負責將用戶的訪問請求轉發到集群內部的real1，real2，然後由real1，real2分別處理。
Client為客戶端測試機器，可以為任意操作系統。
(3)所有OS為redhat6.2，其中vs1 和vsbak 的核心是2.2.19， 而且patch過ipvs的包， 所有real
server的Subnet mask 都是24位， vs1和vsbak 的10.0.0. 網段是24 位。
2.理解LVS中的相關術語
(1) ipvsadm ：ipvsadm是LVS的一個用戶界面。在負載均衡器上編譯、安裝ipvsadm。
(2) 調度演算法： LVS的負載均衡器有以下幾種調度規則：Round-robin，簡稱rr;weighted
Round-robin，簡稱wrr;每個新的連接被輪流指派到每個物理伺服器。Least-connected，簡稱lc;weighted
Least-connected，簡稱wlc，每個新的連接被分配到負擔最小的伺服器。
(3) Persistent client
connection，簡稱pcc，(持續的客戶端連接，內核2.2.10版以後才支持)。所有來自同一個IP的客戶端將一直連接到同一個物理伺服器。超時時間被設置為360秒。Pcc是為https和cookie服務設置的。在這處調度規則下，第一次連接後，所有以後來自相同客戶端的連接(包括來自其它埠)將會發送到相同的物理伺服器。但這也會帶來一個問題，因為大約有25%的Internet
可能具有相同的IP地址。
(4) Persistent port
connection調度演算法：在內核2.2.12版以後，pcc功能已從一個調度演算法(你可以選擇不同的調度演算法：rr、wrr、lc、wlc、pcc)演變成為了一個開關選項(你可以讓rr、
wrr、lc、wlc具備pcc的屬性)。在設置時，如果你沒有選擇調度演算法時，ipvsadm將默認為wlc演算法。 在Persistent port
connection(ppc)演算法下，連接的指派是基於埠的，例如，來自相同終端的80埠與443埠的請求，將被分配到不同的物理伺服器上。不幸的是，如果你需要在的網站上採用cookies時將出問題，因為http是使用80埠，然而cookies需要使用443埠，這種方法下，很可能會出現cookies不正常的情況。
(5)Load Node Feature of Linux Director：讓Load balancer 也可以處理users 請求。
(6)IPVS connection synchronization。
(7)ARP Problem of LVS/TUN and LVS/DR：這個問題只在LVS/DR，LVS/TUN 時存在。
3. 配置實例
(1) 需要的軟體包和包的安裝：
I. piranha-gui-0.4.12-2*.rpm (GUI介面cluster設定工具);
II. piranha-0.4.12-2*.rpm;
III. ipchains-1.3.9-6lp*.rpm (架設NAT)。
取得套件或mount到光碟，進入RPMS目錄進行安裝:
# rpm -Uvh piranha*
# rpm -Uvh ipchains*
(2) real server群：
真正提供服務的server(如web
server)，在NAT形式下是以內部虛擬網域的形式，設定如同一般虛擬網域中Client端使用網域：192.168.10.0/24
架設方式同一般使用虛擬IP之區域網絡。
a. 設網卡IP
real1 ：192.168.10.100/24
real2 ：192.168.10.101/24
b.每台server均將default gateway指向192.168.10.254。
192.168.10.254為該網域唯一對外之信道，設定在virtual server上，使該網域進出均需通過virtual server 。
c.每台server均開啟httpd功能供web server服務，可以在各real server上放置不同內容之網頁，可由瀏覽器觀察其對各real
server讀取網頁的情形。
d.每台server都開啟rstatd、sshd、rwalld、ruser、rsh、rsync，並且從Vserver上面拿到相同的lvs.conf文件。
(3) virtual server：
作用在導引封包的對外主機，專職負責封包的轉送，不提供服務，但因為在NAT型式下必須對進出封包進行改寫，所以負擔亦重。
a.IP設置：
對外eth0：IP：10.0.0.1 eth0：0 ：10.0.0.2
對內eth1：192.168.10.1 eth1：0 ：192.168.10.254
NAT形式下僅virtual server有真實IP，real server群則為透過virtual server.
b.設定NAT功能
# echo 1 >; /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
# echo 1 >; /proc/sys/net/ipv4/ip_always_defrag
# ipchains -P forward MASQ
c.設定piranha 進入X-window中 (也可以直接編輯/etc/lvs.cf )
a).執行面板系統piranha
b).設定「整體配置」(Global Settings) 主LVS伺服器主機IP：10.0.0.2， 選定網路地址翻譯(預設) NAT路徑名稱：
192.168.10.254， NAT 路徑裝置： eth1：0
c).設定虛擬伺服器(Virtual Servers) 添加編輯虛擬伺服器部分：(Virtual
Server)名稱：(任意取名);應用：http;協議： tcp;連接：80;地址：10.0..0.2;裝置：eth0：0; 重入時間：180
(預設);服務延時：10 (預設);載入監控工具：ruptime (預設);調度策略：Weighted least-connections; 持續性：0
(預設); 持續性屏蔽： 255.255.255.255 (預設); 按下激活：實時伺服器部分：(Real Servers); 添加編輯：名字：(任意取名);
地址： 192.168.10.100; 權重：1 (預設) 按下激活
另一架real server同上，地址：192.168.10.101。
d). 控制/監控(Controls/Monitoring)
控制：piranha功能的激活與停止，上述內容設定完成後即可按開始鍵激活piranha.監控器：顯示ipvsadm設定之routing table內容
可立即更新或定時更新。
(4)備援主機的設定(HA)
單一virtual server的cluster架構virtual server 負擔較大，提供另一主機擔任備援，可避免virtual
server的故障而使對外服務工作終止;備份主機隨時處於預備狀態與virtual server相互偵測
a.備份主機：
eth0： IP 10.0.0.3
eth1： IP 192.168.10.102 同樣需安裝piranha，ipvsadm，ipchains等套件
b.開啟NAT功能(同上面所述)。
c.在virtual server(10.0.0.2)主機上設定。
a).執行piranha冗餘度 ;
b).按下「激活冗餘度」;
冗餘LVS伺服器IP： 10.0.0.3;HEARTBEAT間隔(秒數)： 2 (預設)
假定在…秒後進入DEAD狀態： 5 (預設);HEARTBEAT連接埠： 539 (預設)
c).按下「套用」;
d).至「控制/監控」頁，按下「在當前執行層添加PULSE DEAMON」 ，按下「開始」;
e).在監控器按下「自動更新」，這樣可由窗口中看到ipvsadm所設定的routing table，並且動態顯示real
server聯機情形，若real server故障，該主機亦會從監視窗口中消失。
d.激活備份主機之pulse daemon (執行# /etc/rc.d/init.d/pulse start)。
至此，HA功能已經激活，備份主機及virtual server由pulse daemon定時相互探詢，一但virtual
server故障，備份主機立刻激活代替;至virtual server 正常上線後隨即將工作交還virtual server。
LVS測試
經過了上面的配置步驟，現在可以測試LVS了，步驟如下：
1. 分別在vs1，real1，real2上運行/etc/lvs/rc.lvs_dr。注意，real1，real2上面的/etc/lvs
目錄是vs2輸出的。如果您的NFS配置沒有成功，也可以把vs1上/etc/lvs/rc.lvs_dr復制到real1，real2上，然後分別運行。確保real1，real2上面的apache已經啟動並且允許telnet。
2. 測試Telnet：從client運行telnet 10.0.0.2，
如果登錄後看到如下輸出就說明集群已經開始工作了：(假設以guest用戶身份登錄)
[guest@real1 guest]$——說明已經登錄到伺服器real1上。
再開啟一個telnet窗口，登錄後會發現系統提示變為：
[guest@real2 guest]$——說明已經登錄到伺服器real2上。
3. 測試http：從client運行iexplore http://10.0.0.2
因為在real1 和real2 上面的測試頁不同，所以登錄幾次之後，顯示出的頁面也會有所不同，這樣說明real server 已經在正常工作了。
❸ 分布式系統常用的一致性演算法有哪些
在做伺服器負載均衡時候可供選擇的負載均衡的演算法有很多，包括： 輪循演算法（Round Robin）、哈希演算法（HASH）、最少連接演算法（Least Connection）、響應速度演算法（Response Time）、加權法（Weighted ）等。其中哈希演算法是最為常用的演算法. 典型的應用場景是： 有N台伺服器提供緩存服務，需要對伺服器進行負載均衡，將請求平均分發到每台伺服器上，每台機器負責1/N的服務。 常用的演算法是對hash結果取余數 (hash() mod N)：對機器編號從0到N-1，按照自定義的hash()演算法，對每個請求的hash()值按N取模，得到余數i，然後將請求分發到編號為i的機器。但這樣的演算法方法存在致命問題，如果某一台機器宕機，那麼應該落在該機器的請求就無法得到正確的處理，這時需要將當掉的伺服器從演算法從去除，此時候會有(N-1)/N的伺服器的緩存數據需要重新進行計算；如果新增一台機器，會有N /(N+1)的伺服器的緩存數據需要進行重新計算。對於系統而言，這通常是不可接受的顛簸（因為這意味著大量緩存的失效或者數據需要轉移）。那麼，如何設計一個負載均衡策略，使得受到影響的請求盡可能的少呢？ 在Memcached、Key-Value Store、Bittorrent DHT、LVS中都採用了Consistent Hashing演算法，可以說Consistent Hashing 是分布式系統負載均衡的首選演算法。 1、Consistent Hashing演算法描述 下面以Memcached中的Consisten Hashing演算法為例說明。 由於hash演算法結果一般為unsigned int型，因此對於hash函數的結果應該均勻分布在[0,232-1]間，如果我們把一個圓環用232 個點來進行均勻切割，首先按照hash(key)函數算出伺服器（節點）的哈希值， 並將其分布到0～232的圓上。 用同樣的hash(key)函數求出需要存儲數據的鍵的哈希值，並映射到圓上。然後從數據映射到的位置開始順時針查找，將數據保存到找到的第一個伺服器（節點）上。 Consistent Hashing原理示意圖 新增一個節點的時候，只有在圓環上新增節點逆時針方向的第一個節點的數據會受到影響。刪除一個節點的時候，只有在圓環上原來刪除節點順時針方向的第一個節點的數據會受到影響，因此通過Consistent Hashing很好地解決了負載均衡中由於新增節點、刪除節點引起的hash值顛簸問題。 Consistent Hashing添加伺服器示意圖 虛擬節點（virtual nodes）：之所以要引進虛擬節點是因為在伺服器（節點）數較少的情況下（例如只有3台伺服器），通過hash(key)算出節點的哈希值在圓環上並不是均勻分布的（稀疏的），仍然會出現各節點負載不均衡的問題。虛擬節點可以認為是實際節點的復製品（replicas），本質上與實際節點實際上是一樣的（key並不相同）。引入虛擬節點後，通過將每個實際的伺服器（節點）數按照一定的比例(例如200倍)擴大後並計算其hash(key)值以均勻分布到圓環上。在進行負載均衡時候，落到虛擬節點的哈希值實際就落到了實際的節點上。由於所有的實際節點是按照相同的比例復製成虛擬節點的州胡氏，因此解決了節點數較少的情況下哈希值在圓環上均勻分布的問題。 虛擬節點對Consistent Hashing結果的影響 從上圖可以看出，在節點數為10個的情況下，每個實際節點的虛擬節點數為實際做團節點的100-200倍的時候，結果還是很均衡的。 第3段中有這些文字：「但這樣的演算法方法存在致命問題，如果某一台機器宕機，那麼應該落在該機器的請求就無法冊散得到正確的處理，這時需要將當掉的伺服器從演算法從去除，此時候會有(N-1)/N的伺服器的緩存數據需要重新進行計算；」 為何是 (N-1)/N 呢？解釋如下： 比如有 3 台機器，hash值 1-6 在這3台上的分布就是： host 1: 1 4 host 2: 2 5 host 3: 3 6 如果掛掉一台，只剩兩台，模數取 2 ，那麼分布情況就變成： host 1: 1 3 5 host 2: 2 4 6 可以看到，還在數據位置不變的只有2個： 1，2，位置發生改變的有4個，占共6個數據的比率是 4/6 = 2/3這樣的話，受影響的數據太多了，勢必太多的數據需要重新從 DB 載入到 cache 中，嚴重影響性能 【consistent hashing 的辦法】 上面提到的 hash 取模，模數取的比較小，一般是負載的數量，而 consistent hashing 的本質是將模數取的比較大，為 2的32次方減1，即一個最大的 32 位整數。然後，就可以從容的安排數據導向了，那個圖還是挺直觀的。 以下部分為一致性哈希演算法的一種PHP實現。點擊下載