负载均衡软件实现与硬件实现方案Word文件下载.docx
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④、所有的真实服务器通过SNATIP地址61。
4访问互联网。
2软件负载均衡方案
1负载均衡软件实现方式之一—URL重定向方式
有一种用软件实现负载均衡的方式,是基于"
URL重定向”的.
先看看什么是URL重定向：
"
简单的说，如果一个网站有正规的URL和别名URL，对别名URL进行重定向到正规URL，访问同一个网址，或者网站改换成了新的域名则把旧的域名重定向到新的域名，都叫URL重定向"
（
很多网络协议都支持“重定向”功能，例如在HTTP协议中支持Location指令，接收到这个指令的浏览器将自动重定向到Location指明的另一个URL上.”
（http:
//sysapp.
这种方式,对于简单的网站，如果网站是自己开发的，也在一定程度上可行。
但是它存在着较多的问题：
1、“例如一台服务器如何能保证它重定向过的服务器是比较空闲的，并且不会再次发送Location指令，Location指令和浏览器都没有这方面的支持能力，这样很容易在浏览器上形成一种死循环.”
2、在哪里放LOCATION，也是一个问题。
很有可能用户会访问系统的很多个不同URL，这个时候做起来会非常麻烦。
并且，对URL的访问，有的时候是直接过来的，可以被重定向，有的时候是带着SESSION之类的，重定向就可能会出问题。
并且,这种做法，将负载均衡这个系统级的问题放到了应用层，结果可能是麻烦多多。
3、这种方式一般只适用于HTTP方式，但是实际上有太多情况不仅仅是HTTP方式了，特别是用户如果在应用里面插一点流媒体之类的。
4、重定向的方式,效率远低于IP隧道.
5、这种方式，有的时候会伴以对服务器状态的检测,但往往也是在应用层面实现,从而实时性大打折扣.
实际上,这种方式是一种“对付”的解决方法，并不能真正用于企业级的负载均衡应用（这里企业级是指稍微复杂一点的应用系统）可以看一下专业的负载均衡软件是如何来实现的：
http：
//www。
对比一下可以发现,专业的负载均衡软件要更适用于正规应用，而重定向方式则比较适用于一些简单的网站应用。
2负载均衡软件实现方式之二—基于DNS
负载均衡集群网络拓扑图
讲到负载均衡，几乎所有地方都必须要讲一下基于DNS的方式，因为这实在是最基本、最简单的方式了。
当然，也几乎所有地方都说到这种方式的种种缺点，不过，既然很基本，就还是要说明一下。
下面这段讲得很清楚：
最早的负载均衡技术是通过DNS来实现的，在DNS中为多个地址配置同一个名字，因而查询这个名字的客户机将得到其中一个地址,从而使得不同的客户访问不同的服务器，达到负载均衡的目的。
DNS负载均衡是一种简单而有效的方法，但是它不能区分服务器的差异，也不能反映服务器的当前运行状态.当使用DNS负载均衡的时候，必须尽量保证不同的客户计算机能均匀获得不同的地址。
由于DNS数据具备刷新时间标志,一旦超过这个时间限制，其他DNS服务器就需要和这个服务器交互，以重新获得地址数据，就有可能获得不同IP地址。
因此为了使地址能随机分配,就应使刷新时间尽量短，不同地方的DNS服务器能更新对应的地址，达到随机获得地址，然而将过期时间设置得过短，将使DNS流量大增，而造成额外的网络问题.DNS负载均衡的另一个问题是,一旦某个服务器出现故障，即使及时修改了DNS设置，还是要等待足够的时间（刷新时间）才能发挥作用，在此期间，保存了故障服务器地址的客户计算机将不能正常访问服务器.
尽管存在多种问题，但它还是一种非常有效的做法，包括Yahoo在内的很多大型网站都使用DNS。
引自:
负载均衡技术研究
原文：
//www.
比较一下DNS方式与专业的负载均衡软件如PCL负载均衡软件,会发现DNS的问题在于，一是往往不能根据系统与服务的状态来判断负载,二是往往不能建立较复杂的负载均衡算法，而最主要的是DNS往往有缓存,简单分配负载问题不大，如果是应用集群这个就是无法接受的。
那么，为什么象Yahoo在内的大型网站都使用DNS方式呢？
因为对于门户网站来讲，应用形态单一且简单，重要的是服务器数量与分布，而如果出现短时间对于少量用户的服务中断问题并不大（比如有100台服务器,有一台不行了，即使DNS有缓存，也关系不大，用户重新刷一下，就很可能又分配到其他机器上了）。
但是,对于应用系统而言，比如两三台服务器，跑着比较复杂的应用，DNS方式就完全不适合了，这个时候,就要用专业的负载均衡软件了。
我们可以看一个实例,这样会对专业化负载均衡软件应该支持什么样的应用有更多的理解：
36000人同时应用的负载均衡实例
2.3负载均衡软件实现方式之三—LVS
LVS是一个开源的软件，可以实现LINUX平台下的简单负载均衡。
后面所附文章，讲述了LVS实现负载均衡的方法.
因为文章较长,所以在转载前，先总结一下LVS的优缺点:
优点：
1、开源，免费
2、在网上能找到一些相关技术资源
3、具有软件负载均衡的一些优点
缺点：
1、具有开源产品常有的缺点，最核心的就是没有可靠的支持服务，没有人对其结果负责
2、功能比较简单，支持复杂应用的负载均衡能力较差,如算法较少等。
3、开启隧道方式需重编译内核
4、配置复杂
5、只支持LINUX，如果应用还包括WINDOWS、SOLIRIS等就不行了
因此，建议在简单的LINUX应用中使用LVS,复杂的应用，或者重要的应用，还是应该使用专业的负载均衡软件，如富士通西门子公司的PCL负载均衡软件。
下面转载一下如何使用LVS实现负载均衡:
搭建集群负载均衡系统（原文：
http:
xxlinux。
com/linux/artic..。
p/20060707/2519.html）
负载均衡集群是在应用服务器高负载的情况下，由多台节点提供可伸缩的，高负载的服务器组以保证对外提供良好的服务响应；
而LVS就是实现这一功能的技术。
实际上LVS是一种Linux操作系统上基于IP层的负载均衡调度技术，它在操作系统核心层上,将来自IP层的TCP/UDP请求均衡地转移到不同的服务器,从而将一组服务器构成一个高性能、高可用的虚拟服务器。
使用三台机器就可以用LVS实现最简单的集群，如图1所示。
图1LVS实现集群系统结构简图
图1显示一台名为Director的机器是前端负载均衡器，运行LVS，目前只能在Linux下运行.可以针对web、ftp、cache、mms甚至mysql等服务做loadbalance;
后端两台机器称之为RealServer，是需要负载均衡的服务器,可以为各类系统，Linux、Solaris、Aix、BSD、Windows都可,甚至Director本身也可以作为RealServer.
本文将通过实际操作,重点介绍如何在Redhat9上用LVS构建一个负载均衡集群，关于负载均衡集群、LVS的详细内容，可参考如下信息：
//www.linuxvirtualserver。
org/
//www-900。
ibm。
com/developerWorks/。
..r/lvs/part1/index。
shtml
安装LVS
RedHat在9。
0以后，就将ipvsadm这些套件去除，因此如果想使用LVS（LinuxVirtualServer），就得自己重新编译核心（kernel）。
下载所需软件
下载ipvs补丁包
从RedHat9开始ipvs不再被预先编译到了RedHat发行版的内核中,我们需要从http:
//www.linuxvirtualserver.org/software/kernel-2。
4下载新版的ipvs，这里我们使用ipvs—1。
0。
9.tar。
gz这个版本.
下载内核linux—2.4。
20.tar。
gz
这里需要强调的是由于所有的ipvs的补丁包都是为标准内核开发的,所以安装ipvs时不能使用RedHat光盘中的KernelSource，而是需要去下载标准的内核。
所以我们从ftp:
//ftp。
kernel。
org/pub/linux/kernel/得到standardkernellinux-2。
4。
20.tar.gz
下载ipvs管理工具ipvsadm
从http：
linuxvirtualserver。
org/得到ipvs管理工具ipvsadm-1。
21。
tar.gz,ipvsadm是设置ipvs转发方式和调度算法的工具。
开始安装
安装内核源码
把linux-2。
20。
tar.gz解压到/usr/src目录，生成了/usr/src/linux目录；
如果生成的是/usr/src/linux—2。
4.20目录，则要在/usr/src下建立一个连接ln–slinux-2.4.20linux，因为在ipvs—1.0。
9中的makefile文件中默认指定KernelSource的路径为:
KERNELSOURCE=/usr/src/linux
把ipvs补丁Patch到内核源码中
把ipvs—1.0.9。
tar。
gz解压缩到某个目录，如/test，生成了/test/ipvs-1。
9目录；
进入/test/ipvs—1.0。
9，依次执行如下命令：
makepatchkernel、makeinstallsource，将ipvs的Patch加载到kernel的source中.
重新编译支持ipvs的内核
进入/usr/src/linux目录,分别执行：
makemrproper为创建新的内和配置做好准备
makemenuconfig进行配置
这里请确保IP：
VirtualServerConfiguration中的选项设定都用M
makedep检测是否有相关的软件包被使用
makeclean为新内核结构准备源目录树
makebzImage创建内核引导映像
makemodules、makemodules_install生成模块
makeinstall安装新的内核到指定位置并重新配置grub.conf
到这里新内核就安装完毕了，请重启并用此内核引导系统
安装ipvs管理工具ipvsadm
当使用新内核启动后，就可以安装ipvsadm：
tarxzvfipvsadm—1。
21.tar.gz
cd./ipvsadm-1。
21
make
makeinstall
安装完成后,执行ipvsadm命令,如果有如下信息出现则说明安装成功了。
[root@leonc］#ipvsadm
IPVirtualServerversion1。
9（size=65536）
ProtLocalAddress:
PortSchedulerFlags
—〉;
RemoteAddress:
Port
ForwardWeightActiveConnInActConn
到现在为止,支持负载均衡功能的director就安装成功了,接下来我们可以通过ipvsadm来配置一个负载均衡集群。
构建负载均衡集群
这里我们假设局域网中有两台FTP服务器,IP分别为FTP1:
10。
83.33.103，FTP2：
10.83。
33.2
所提供的资料都是相同的,这可以通过无密码SSH登录+RSYNC来保证数据一致，这非本文中电,故而略过.我们提供给用户的虚拟IP是10.83。
33。
100,而在后台为这两台FTP服务器实行LVS负载均衡的服务器的IP是10。
83.33。
83。
这三台均安装RedHat9系统.
我们最终要实现的目标是当用户输入ftp10。
83.33.100时，LVS负载均衡服务器系统会根据当时的负载情况，依据轮换策略来决定RealServer到底是FTP1还是FTP2，从而使得整个FTP服务器的负载到达均衡。
目前LVS有三种负载平衡方式,NAT（NetworkAddressTranslation），DR（DirectRouting），IPTunneling。
其中，最为常用的是DR方式,因此这里只说明DR（DirectRouting）方式的LVS负载平衡.其它两种的详细情况请参考LVS—HOWTO。
Director（即10.83.33。
83）上执行的设置
为了方便我们将所有步骤写成一个shellscript.
＃!
/bin/bash
echo"
0"
〉;
/proc/sys/net/ipv4/ip_forward（关闭ip_forward）
1”〉；
/proc/sys/net/ipv4/conf/all/send_redirects（开启ICMPRedirects）
1”〉;
/proc/sys/net/ipv4/conf/default/send_redirects（开启ICMPRedirects）
1"
〉；
/proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/send_redirects
（开启ICMPRedirects）
ifconfigeth0:
10010.83.33.100broadcast10.83.33.100netmask255。
255.255。
255
（设置虚拟IP）
routeadd-host10。
83.33.100deveth0:
100（设置达到虚拟Ip的路由）
ipvsadm–C（清空ipvsadmtable）
ipvsadm-A-t10.83.33。
100:
21—swrr（建立servicerule,当前调度算法为加权轮叫调度）
ipvsadm-a—t10.83。
21—r10.83。
76—g—w3（建立转发规则）
ipvsadm—a-t10.83。
21-r10。
2—g—w1
（建立转发规则）
ipvsadm（检查当前ipvsadmtable）
将此shellscript加入到/etc/rc.local中，这样在每次系统启动时都可以自动运行进行设置了。
Realserver（即10。
33.2和10.83.33.76）上的设置
这里我们必须先修正realserver上arpproblem.这是因为在使用VS/DR的时候，realserver会在一块网卡上绑定两个IP,但linux在kernel2.2.14以后就将eth0：
1的NOARPFLAG关闭，这使得eth0：
1仅仅是eth0的别名,任何对eth0：
1的操作都对eth0有效,因此如果此时使eth0：
1NOARP，则也使得eth0NOARP，这样整个网卡都不会收到数据包，具体的说就是因为我所有的机器都放在同一个网段,当该网段的Router接收到用户对虚拟IP的TCPconnection要求（即使用FTP登录服务器）时,会先在网段中利用Arprequest询问谁有VIP的地址，而包含Director与RealServers上所有的interface,只要他有那个ip，都会发送arpreply回去，造成网段内所有拥有VirtualIP的interface都会reply给Router，最后结果就是看谁的速度快,Router就将该封包送给谁,如此会造成LVS的Server并无法发挥其效果，而我们所希望的是只有Director上的VirtualIP发送arpreply回去,因此需要利用hidden这个pattch,将realserver上的VirtualIP给隐藏起来，如此他就不会对ArpRequest进行Reply，就可以解决ARP的问题.具体步骤是：
下载所需的软件包
从http:
ssi.bg/~ja/得到hidden修正包，不同的核心使用相应的版本。
请参考下表
PatchLinux2.4Created
hidden-2.4。
28-1。
diff
2.4.28-2.4.30
November18，2004
hidden-2。
26—1。
2.4。
26-2。
27
February28,2004
25-1.diff
25
February19，2004
hidden—2。
4.20pre10-1.diff
2。
4.20pre10-2.4.24
October12，2002
19pre5-1。
19pre5—2。
20pre9
April7,2002
hidden—2.4.5-1.diff
2.4.5-2.4.19pre4
June2，2001
hidden-2.4.4-1.diff
2.4.4
April29，2001
PatchLinux2。
6Created
6。
9-1.diff
9-2.6。
11
October19,2004
4-1.diff
4-2.6。
8
March12，2004
hidden-2.6.3-1.diff
3
5.67—1。
5.67—2.6.2
April9,2003
本例使用的内核版本是2.4。
20-8，因此下载hidden—2。
4.20pre10—1.diff
重新编译内核,修正arpproblem
把hidden—2.4.20pre10—1。
diff放到/usr/src/linux下，用命令
patch—p1〈hidden-2。
4.20pre10—1.diff对kernel进行patch
进入/usr/src/linux目录，分别执行：
makeinstall安装新的内核到指定位置并重新配置grub.conf
设置Realserver
echo”0”>
;
ifconfiglo:
10010。
100broadcast10.83.33.100netmask0xffffffffup（设置虚拟IP）
33.100devlo：
echo”1"
>
；
/proc/sys/net/ipv4/conf/all/hidden（开启No—ARP）
/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/hidden
（开启No-ARP）
测试
为了使得我们清楚地知道访问的是那一台FTP服务器,我们在FTP1上编辑/etc/vsftpd/vsftpd。
conf，设置ftpd_banner=WelcometoFTP1server，在FTP2设置ftpd_banner=WelcometoFTP2server,设置完毕后重启服务。
现在在另一台客户机开几个终端，依次输入ftp10.83。
33.100,我们可以从欢迎词上看到,每次登录的FTP服务器都不是固定的，它会在FTP1和FTP2上互相交替，试验成功！
2.4负载均衡软件实现方式之四—专业负载均衡软件
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