LVS三种工作模式介绍对比和十种调度算法介绍

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工作模式介绍&＃xff1a;
1.Virtual server via NAT&＃xff08;VS-NAT&＃xff09;
优点&＃xff1a;集群中的物理服务器可以使用任何支持TCP/IP操作系统&＃xff0c;物理服务器可以分配Internet的保留私有地址&＃xff0c;只有负载均衡器需要一个合法的IP地址。
缺点&＃xff1a;扩展性有限。当服务器节点&＃xff08;普通PC服务器&＃xff09;数据增长到20个或更多时,负载均衡器将成为整个系统的瓶颈&＃xff0c;因为所有的请求包和应答包都需要经过负载均衡器再生。假使TCP包的平均长度是536字节的话&＃xff0c;平均包再生延迟时间大约为60us&＃xff08;在Pentium处理器上计算的&＃xff0c;采用更快的处理器将使得这个延迟时间变短&＃xff09;&＃xff0c;负载均衡器的最大容许能力为8.93M/s&＃xff0c;假定每台物理服务器的平台容许能力为400K/s来计算&＃xff0c;负责均衡器能为22台物理服务器计算。

解决办法&＃xff1a;即使是是负载均衡器成为整个系统的瓶颈&＃xff0c;如果是这样也有两种方法来解决它。一种是混合处理&＃xff0c;另一种是采用Virtual Server via IP tunneling或Virtual Server via direct routing。如果采用混合处理的方法&＃xff0c;将需要许多同属单一的RR DNS域。你采用Virtual Server via IP tunneling或Virtual Server via direct routing以获得更好的可扩展性。也可以嵌套使用负载均衡器&＃xff0c;在最前端的是VS-Tunneling或VS-Drouting的负载均衡器&＃xff0c;然后后面采用VS-NAT的负载均衡器。

2.Virtual server via IP tunneling&＃xff08;VS-TUN&＃xff09;
我们发现&＃xff0c;许多Internet服务&＃xff08;例如WEB服务器&＃xff09;的请求包很短小&＃xff0c;而应答包通常很大。
优点&＃xff1a;负载均衡器只负责将请求包分发给物理服务器&＃xff0c;而物理服务器将应答包直接发给用户。所以&＃xff0c;负载均衡器能处理很巨大的请求量&＃xff0c;这种方式&＃xff0c;一台负载均衡能为超过100台的物理服务器服务&＃xff0c;负载均衡器不再是系统的瓶颈。使用VS-TUN方式&＃xff0c;如果你的负载均衡器拥有100M的全双工网卡的话&＃xff0c;就能使得整个Virtual Server能达到1G的吞吐量。
缺点&＃xff1a;但是&＃xff0c;这种方式需要所有的服务器支持"IP Tunneling"(IP Encapsulation)协议&＃xff0c;我仅在Linux系统上实现了这个&＃xff0c;如果你能让其它操作系统支持&＃xff0c;还在探索之中。

3.Virtual Server via Direct Routing&＃xff08;VS-DR&＃xff09;

优点&＃xff1a;和VS&＃xff0d;TUN一样&＃xff0c;负载均衡器也只是分发请求&＃xff0c;应答包通过单独的路由方法返回给客户端。与VS-TUN相比&＃xff0c;VS-DR这种实现方式不需要隧道结构&＃xff0c;因此可以使用大多数操作系统做为物理服务器&＃xff0c;其中包括&＃xff1a;Linux、Solaris 、FreeBSD 、windows、IRIX 6.5&＃xff1b;HPUX11等。
不足&＃xff1a;要求负载均衡器的网卡必须与物理网卡在一个物理段上。

三种模式对比&＃xff1a;

调度算法介绍&＃xff1a;

1.轮叫调度&＃xff08;Round Robin&＃xff09;(简称rr)

调度器通过“轮叫”调度算法将外部请求按顺序轮流分配到集群中的真实服务器上&＃xff0c;它均等地对待每一台服务器&＃xff0c;而不管服务器上实际的连接数和系统负载。

2.加权轮叫&＃xff08;Weighted Round Robin&＃xff09;&＃xff08;简称wrr)

调度器通过“加权轮叫”调度算法根据真实服务器的不同处理能力来调度访问请求。这样可以保证处理能力强的服务器能处理更多的访问流量。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况&＃xff0c;并动态地调整其权值。

3.最少链接&＃xff08;Least Connections&＃xff09;(LC)

调度器通过“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&＃xff0c;采用“最小连接”调度算法可以较好地均衡负载。

4.加权最少链接&＃xff08;Weighted Least Connections&＃xff09;(WLC)

在集群系统中的服务器性能差异较大的情况下&＃xff0c;调度器采用“加权最少链接”调度算法优化负载均衡性能&＃xff0c;具有较高权值的服务器将承受较大比例的活动连接负载。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况&＃xff0c;并动态地调整其权值。

5.基于局部性的最少链接&＃xff08;Locality-Based Least Connections&＃xff09;(LBLC)

“基于局部性的最少链接”调度算法是针对目标IP地址的负载均衡&＃xff0c;目前主要用于Cache集群系统。该算法根据请求的目标IP地址找出该目标IP地址最近使用的服务器&＃xff0c;若该服务器是可用的且没有超载&＃xff0c;将请求发送到该服务器&＃xff1b;若服务器不存在&＃xff0c;或者该服务器超载且有服务器处于一半的工作负载&＃xff0c;则用“最少链接” 的原则选出一个可用的服务器&＃xff0c;将请求发送到该服务器。

6.带复制的基于局部性最少链接&＃xff08;Locality-Based Least Connections with Replication&＃xff09;(LBLCR)

“带复制的基于局部性最少链接”调度算法也是针对目标IP地址的负载均衡&＃xff0c;目前主要用于Cache集群系统。它与LBLC算法的不同之处是它要维护从一个目标 IP地址到一组服务器的映射&＃xff0c;而LBLC算法维护从一个目标IP地址到一台服务器的映射。该算法根据请求的目标IP地址找出该目标IP地址对应的服务器组&＃xff0c;按“最小连接”原则从服务器组中选出一台服务器&＃xff0c;若服务器没有超载&＃xff0c;将请求发送到该服务器&＃xff1b;若服务器超载&＃xff0c;则按“最小连接”原则从这个集群中选出一台服务器&＃xff0c;将该服务器加入到服务器组中&＃xff0c;将请求发送到该服务器。同时&＃xff0c;当该服务器组有一段时间没有被修改&＃xff0c;将最忙的服务器从服务器组中删除&＃xff0c;以降低复制的程度。

7.目标地址散列&＃xff08;Destination Hashing&＃xff09;(DH)

“目标地址散列”调度算法根据请求的目标IP地址&＃xff0c;作为散列键&＃xff08;Hash Key&＃xff09;从静态分配的散列表找出对应的服务器&＃xff0c;若该服务器是可用的且未超载&＃xff0c;将请求发送到该服务器&＃xff0c;否则返回空。

8.源地址散列&＃xff08;Source Hashing&＃xff09;(SH)

“源地址散列”调度算法根据请求的源IP地址&＃xff0c;作为散列键&＃xff08;Hash Key&＃xff09;从静态分配的散列表找出对应的服务器&＃xff0c;若该服务器是可用的且未超载&＃xff0c;将请求发送到该服务器&＃xff0c;否则返回空。

9. 最短的期望的延迟&＃xff08;Shortest Expected Delay Scheduling SED&＃xff09;(SED)

基于wlc算法。这个必须举例来说了

ABC三台机器分别权重123 &＃xff0c;连接数也分别是123。那么如果使用WLC算法的话一个新请求进入时它可能会分给ABC中的任意一个。使用sed算法后会进行这样一个运算

A(1&＃43;1)/1

B(1&＃43;2)/2

C(1&＃43;3)/3

根据运算结果&＃xff0c;把连接交给C 。

10.最少队列调度&＃xff08;Never Queue Scheduling NQ&＃xff09;(NQ)