❶ lvs负载均衡（简介，三种工作模式，四种常用算法）
一，lvs简介
LVS是linux Virtual Server的简称，也就是Linux虚拟服务器，是一个由章文嵩博士发起的自由软件项目，官方站点是： http://www.linuxvirtualserver.org 。现在LVS已经是Linux标准内核的一部分，在Linux2.4内核以前，使用LVS时必须重新编译内核以支持LVS功能模块，但是从Linux2.4内核心之后，已经完全内置了LVS的各个功能模块，无需给内核打任何补丁，可以直接使用LVS提供的各种功能。使用LVS技术要达到的目标是：通过LVS提供的负载均衡技术和Linux操作系统实现一个高性能，高可用的服务器群集，它具有良好的可靠性、可扩展性和可操作性。从而以兄棚野低廉的成本实现最优的服务性能。
二，三种工作模式
1、基于NAT的LVS模式负载均衡
也就是网络地址翻译技术实现虚拟服务器，当用户请求到达调度器时，调度器将请求报文的目标地址（即虚拟IP地址）改写成选定的Real Server地址，同时报文的目标端口也改成选定的Real Server的相应端口，***将报文请求发送到选定的Real Server。在服务器端得到数据后，Real Server返回数据给用户时，需要再次经过负载调度器将报文的源地址和源端口改成虚拟IP地址和相应端口，然后把数据发送给用户，完成整个负载调度过程。可以看出，在NAT方式下，用户请求和响应报文都必须经过Director Server地址重写，当用户请求越来越多时，调度器的处理能力将称为瓶颈。
2，基于TUN的LVS负载均衡
也就是IP隧道技术实现虚拟服务器。它的连接调度和管理与VS/NAT方式一样，只是它的报文转发方法不同，VS/TUN方式中，调度器采用IP隧道技术将用户请求转发到某个Real Server，而这个Real Server将直接响应用户的请求，不再经过前端调度器，此外，对Real Server的地域位置没有要求，可以和Director Server位于同一个网段，也可以是独立的一个网络。因此，在TUN方式中，调度器将只处理用户的报文请求，集群系统的吞吐量大大提高。
用的很少，图省略
3，基于DR的LVS负载均衡
也就是用直接路由技术实现虚拟服务器。它的连接调度和管理与VS/NAT和VS/TUN中的一样，但它的报文转发方法又有不同，VS/DR通过改写请求报文的MAC地址，将请求发送到Real Server，而Real Server将响应直接返回给客户，免去了VS/TUN中的IP隧道开销。这种方式是三种负载调度机制中性能最好的，但是必须要求Director Server与Real Server都有一块网卡连在同一物理网段上。
三，LVS负载均衡调度算法
上面我们谈到，负载调度器是根据各 个服务器的负载情况，动和或态地选择一台Real Server响应用户请求，那么动态选择是如何实现呢，其实也就是我们这里要说的负载调度算法，根据不同的网络服务需求和服务器配置，IPVS实现了如下 八种负载调度算法，这里我们详细讲述最常用的四种调度算法，剩余的四种调度算法请参考其它资料。
3.1 轮叫调度（Round Robin）
“轮叫”调度也叫1:1调度，调度器通过羡喊“轮叫”调度算法将外部用户请求按顺序1:1的分配到集群中的每个Real Server上，这种算法平等地对待每一台Real Server，而不管服务器上实际的负载状况和连接状态。
3.2 加权轮叫调度（Weighted Round Robin）
“加 权轮叫”调度算法是根据Real Server的不同处理能力来调度访问请求。可以对每台Real Server设置不同的调度权值，对于性能相对较好的Real Server可以设置较高的权值，而对于处理能力较弱的Real Server，可以设置较低的权值，这样保证了处理能力强的服务器处理更多的访问流量。充分合理的利用了服务器资源。同时，调度器还可以自动查询Real Server的负载情况，并动态地调整其权值。
3.3 最少链接调度（Least Connections）
“最少连接”调度算法动态地将网络请求调度到已建立的链接数最少的服务器上。如果集群系统的真实服务器具有相近的系统性能，采用“最小连接”调度算法可以较好地均衡负载。
3.4 加权最少链接调度（Weighted Least Connections）
“加权最少链接调度”是“最少连接调度”的超集，每个服务节点可以用相应的权值表示其处理能力，而系统管理员可以动态的设置相应的权值，缺省权值为1，加权最小连接调度在分配新连接请求时尽可能使服务节点的已建立连接数和其权值成正比。
其它四种调度算法分别为：基于局部性的最少链接（Locality-Based Least Connections）、带复制的基于局部性最少链接（Locality-Based Least Connections with Replication）、目标地址散列（Destination Hashing）和源地址散列（Source Hashing），对于这四种调度算法的含义，本文不再讲述，如果想深入了解这其余四种调度策略的话，可以登陆LVS中文站点 zh.linuxvirtualserver.org，查阅更详细的信息。
❷ U8服务器参数配置中负载均衡如何设置
网络的负载均衡是一种动态均衡技术，通过一些工具实时地分析数据包，掌握网络中的数据流量状况，把任务合理均衡地分配出去。这种技术基于现有网络结构，提供了一种扩展服务器带宽和增加服务器吞吐量的廉价有效的方法，加强了网络数据处理能力，提高了网络的灵活性和可用性。
以四台服务器为例实现负载均衡：
安装配置LVS
1. 安装前准备：
(1)首先说明，LVS并不要求集群中的服务器规格划一，相反，可以根据服务器的不同配置和负载状况，调整负载分配策略，充分利用集群环境中的每一台服务器。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是允许用户访问的IP。
(2)这4台服务器中，vs1作为虚拟服务器(即负载平衡服务器)，负责将用户的访问请求转发到集群内部的real1，real2，然后由real1，real2分别处理。
Client为客户端测试机器，可以为任意操作系统。
(3)所有OS为redhat6.2，其中vs1 和vsbak 的核心是2.2.19， 而且patch过ipvs的包， 所有real
server的Subnet mask 都是24位， vs1和vsbak 的10.0.0. 网段是24 位。
2.理解LVS中的相关术语
(1) ipvsadm ：ipvsadm是LVS的一个用户界面。在负载均衡器上编译、安装ipvsadm。
(2) 调度算法： LVS的负载均衡器有以下几种调度规则：Round-robin，简称rr;weighted
Round-robin，简称wrr;每个新的连接被轮流指派到每个物理服务器。Least-connected，简称lc;weighted
Least-connected，简称wlc，每个新的连接被分配到负担最小的服务器。
(3) Persistent client
connection，简称pcc，(持续的客户端连接，内核2.2.10版以后才支持)。所有来自同一个IP的客户端将一直连接到同一个物理服务器。超时时间被设置为360秒。Pcc是为https和cookie服务设置的。在这处调度规则下，第一次连接后，所有以后来自相同客户端的连接(包括来自其它端口)将会发送到相同的物理服务器。但这也会带来一个问题，因为大约有25%的Internet
可能具有相同的IP地址。
(4) Persistent port
connection调度算法：在内核2.2.12版以后，pcc功能已从一个调度算法(你可以选择不同的调度算法：rr、wrr、lc、wlc、pcc)演变成为了一个开关选项(你可以让rr、
wrr、lc、wlc具备pcc的属性)。在设置时，如果你没有选择调度算法时，ipvsadm将默认为wlc算法。 在Persistent port
connection(ppc)算法下，连接的指派是基于端口的，例如，来自相同终端的80端口与443端口的请求，将被分配到不同的物理服务器上。不幸的是，如果你需要在的网站上采用cookies时将出问题，因为http是使用80端口，然而cookies需要使用443端口，这种方法下，很可能会出现cookies不正常的情况。
(5)Load Node Feature of Linux Director：让Load balancer 也可以处理users 请求。
(6)IPVS connection synchronization。
(7)ARP Problem of LVS/TUN and LVS/DR：这个问题只在LVS/DR，LVS/TUN 时存在。
3. 配置实例
(1) 需要的软件包和包的安装：
I. piranha-gui-0.4.12-2*.rpm (GUI接口cluster设定工具);
II. piranha-0.4.12-2*.rpm;
III. ipchains-1.3.9-6lp*.rpm (架设NAT)。
取得套件或mount到光盘，进入RPMS目录进行安装:
# rpm -Uvh piranha*
# rpm -Uvh ipchains*
(2) real server群：
真正提供服务的server(如web
server)，在NAT形式下是以内部虚拟网域的形式，设定如同一般虚拟网域中Client端使用网域：192.168.10.0/24
架设方式同一般使用虚拟IP之局域网络。
a. 设网卡IP
real1 ：192.168.10.100/24
real2 ：192.168.10.101/24
b.每台server均将default gateway指向192.168.10.254。
192.168.10.254为该网域唯一对外之信道，设定在virtual server上，使该网域进出均需通过virtual server 。
c.每台server均开启httpd功能供web server服务，可以在各real server上放置不同内容之网页，可由浏览器观察其对各real
server读取网页的情形。
d.每台server都开启rstatd、sshd、rwalld、ruser、rsh、rsync，并且从Vserver上面拿到相同的lvs.conf文件。
(3) virtual server：
作用在导引封包的对外主机，专职负责封包的转送，不提供服务，但因为在NAT型式下必须对进出封包进行改写，所以负担亦重。
a.IP设置：
对外eth0：IP：10.0.0.1 eth0：0 ：10.0.0.2
对内eth1：192.168.10.1 eth1：0 ：192.168.10.254
NAT形式下仅virtual server有真实IP，real server群则为透过virtual server.
b.设定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.设定piranha 进入X-window中 (也可以直接编辑/etc/lvs.cf )
a).执行面板系统piranha
b).设定“整体配置”(Global Settings) 主LVS服务器主机IP：10.0.0.2， 选定网络地址翻译(预设) NAT路径名称：
192.168.10.254， NAT 路径装置： eth1：0
c).设定虚拟服务器(Virtual Servers) 添加编辑虚拟服务器部分：(Virtual
Server)名称：(任意取名);应用：http;协议： tcp;连接：80;地址：10.0..0.2;装置：eth0：0; 重入时间：180
(预设);服务延时：10 (预设);加载监控工具：ruptime (预设);调度策略：Weighted least-connections; 持续性：0
(预设); 持续性屏蔽： 255.255.255.255 (预设); 按下激活：实时服务器部分：(Real Servers); 添加编辑：名字：(任意取名);
地址： 192.168.10.100; 权重：1 (预设) 按下激活
另一架real server同上，地址：192.168.10.101。
d). 控制/监控(Controls/Monitoring)
控制：piranha功能的激活与停止，上述内容设定完成后即可按开始键激活piranha.监控器：显示ipvsadm设定之routing table内容
可立即更新或定时更新。
(4)备援主机的设定(HA)
单一virtual server的cluster架构virtual server 负担较大，提供另一主机担任备援，可避免virtual
server的故障而使对外服务工作终止;备份主机随时处于预备状态与virtual server相互侦测
a.备份主机：
eth0： IP 10.0.0.3
eth1： IP 192.168.10.102 同样需安装piranha，ipvsadm，ipchains等套件
b.开启NAT功能(同上面所述)。
c.在virtual server(10.0.0.2)主机上设定。
a).执行piranha冗余度 ;
b).按下“激活冗余度”;
冗余LVS服务器IP： 10.0.0.3;HEARTBEAT间隔(秒数)： 2 (预设)
假定在…秒后进入DEAD状态： 5 (预设);HEARTBEAT连接端口： 539 (预设)
c).按下“套用”;
d).至“控制/监控”页，按下“在当前执行层添加PULSE DEAMON” ，按下“开始”;
e).在监控器按下“自动更新”，这样可由窗口中看到ipvsadm所设定的routing table，并且动态显示real
server联机情形，若real server故障，该主机亦会从监视窗口中消失。
d.激活备份主机之pulse daemon (执行# /etc/rc.d/init.d/pulse start)。
至此，HA功能已经激活，备份主机及virtual server由pulse daemon定时相互探询，一但virtual
server故障，备份主机立刻激活代替;至virtual server 正常上线后随即将工作交还virtual server。
LVS测试
经过了上面的配置步骤，现在可以测试LVS了，步骤如下：
1. 分别在vs1，real1，real2上运行/etc/lvs/rc.lvs_dr。注意，real1，real2上面的/etc/lvs
目录是vs2输出的。如果您的NFS配置没有成功，也可以把vs1上/etc/lvs/rc.lvs_dr复制到real1，real2上，然后分别运行。确保real1，real2上面的apache已经启动并且允许telnet。
2. 测试Telnet：从client运行telnet 10.0.0.2，
如果登录后看到如下输出就说明集群已经开始工作了：(假设以guest用户身份登录)
[guest@real1 guest]$——说明已经登录到服务器real1上。
再开启一个telnet窗口，登录后会发现系统提示变为：
[guest@real2 guest]$——说明已经登录到服务器real2上。
3. 测试http：从client运行iexplore http://10.0.0.2
因为在real1 和real2 上面的测试页不同，所以登录几次之后，显示出的页面也会有所不同，这样说明real server 已经在正常工作了。
❸ 分布式系统常用的一致性算法有哪些
在做服务器负载均衡时候可供选择的负载均衡的算法有很多，包括： 轮循算法（Round Robin）、哈希算法（HASH）、最少连接算法（Least Connection）、响应速度算法（Response Time）、加权法（Weighted ）等。其中哈希算法是最为常用的算法. 典型的应用场景是： 有N台服务器提供缓存服务，需要对服务器进行负载均衡，将请求平均分发到每台服务器上，每台机器负责1/N的服务。 常用的算法是对hash结果取余数 (hash() mod N)：对机器编号从0到N-1，按照自定义的hash()算法，对每个请求的hash()值按N取模，得到余数i，然后将请求分发到编号为i的机器。但这样的算法方法存在致命问题，如果某一台机器宕机，那么应该落在该机器的请求就无法得到正确的处理，这时需要将当掉的服务器从算法从去除，此时候会有(N-1)/N的服务器的缓存数据需要重新进行计算；如果新增一台机器，会有N /(N+1)的服务器的缓存数据需要进行重新计算。对于系统而言，这通常是不可接受的颠簸（因为这意味着大量缓存的失效或者数据需要转移）。那么，如何设计一个负载均衡策略，使得受到影响的请求尽可能的少呢？ 在Memcached、Key-Value Store、Bittorrent DHT、LVS中都采用了Consistent Hashing算法，可以说Consistent Hashing 是分布式系统负载均衡的首选算法。 1、Consistent Hashing算法描述 下面以Memcached中的Consisten Hashing算法为例说明。 由于hash算法结果一般为unsigned int型，因此对于hash函数的结果应该均匀分布在[0,232-1]间，如果我们把一个圆环用232 个点来进行均匀切割，首先按照hash(key)函数算出服务器（节点）的哈希值， 并将其分布到0～232的圆上。 用同样的hash(key)函数求出需要存储数据的键的哈希值，并映射到圆上。然后从数据映射到的位置开始顺时针查找，将数据保存到找到的第一个服务器（节点）上。 Consistent Hashing原理示意图 新增一个节点的时候，只有在圆环上新增节点逆时针方向的第一个节点的数据会受到影响。删除一个节点的时候，只有在圆环上原来删除节点顺时针方向的第一个节点的数据会受到影响，因此通过Consistent Hashing很好地解决了负载均衡中由于新增节点、删除节点引起的hash值颠簸问题。 Consistent Hashing添加服务器示意图 虚拟节点（virtual nodes）：之所以要引进虚拟节点是因为在服务器（节点）数较少的情况下（例如只有3台服务器），通过hash(key)算出节点的哈希值在圆环上并不是均匀分布的（稀疏的），仍然会出现各节点负载不均衡的问题。虚拟节点可以认为是实际节点的复制品（replicas），本质上与实际节点实际上是一样的（key并不相同）。引入虚拟节点后，通过将每个实际的服务器（节点）数按照一定的比例(例如200倍)扩大后并计算其hash(key)值以均匀分布到圆环上。在进行负载均衡时候，落到虚拟节点的哈希值实际就落到了实际的节点上。由于所有的实际节点是按照相同的比例复制成虚拟节点的州胡氏，因此解决了节点数较少的情况下哈希值在圆环上均匀分布的问题。 虚拟节点对Consistent Hashing结果的影响 从上图可以看出，在节点数为10个的情况下，每个实际节点的虚拟节点数为实际做团节点的100-200倍的时候，结果还是很均衡的。 第3段中有这些文字：“但这样的算法方法存在致命问题，如果某一台机器宕机，那么应该落在该机器的请求就无法册散得到正确的处理，这时需要将当掉的服务器从算法从去除，此时候会有(N-1)/N的服务器的缓存数据需要重新进行计算；” 为何是 (N-1)/N 呢？解释如下： 比如有 3 台机器，hash值 1-6 在这3台上的分布就是： host 1: 1 4 host 2: 2 5 host 3: 3 6 如果挂掉一台，只剩两台，模数取 2 ，那么分布情况就变成： host 1: 1 3 5 host 2: 2 4 6 可以看到，还在数据位置不变的只有2个： 1，2，位置发生改变的有4个，占共6个数据的比率是 4/6 = 2/3这样的话，受影响的数据太多了，势必太多的数据需要重新从 DB 加载到 cache 中，严重影响性能 【consistent hashing 的办法】 上面提到的 hash 取模，模数取的比较小，一般是负载的数量，而 consistent hashing 的本质是将模数取的比较大，为 2的32次方减1，即一个最大的 32 位整数。然后，就可以从容的安排数据导向了，那个图还是挺直观的。 以下部分为一致性哈希算法的一种PHP实现。点击下载