說起負載均衡就離不開對集群的理解。其實從字面上我們就能理解它們的概念，簡單的理解集群就是多個服務器的集合，那么負載均衡就是合理分配和控制流量的一個技術(shù)。那么更專業(yè)的概念和相關(guān)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)讓我們從下文中了解吧。

集群和負載均衡的概念

集群(Cluster)

所謂集群是指一組獨立的計算機系統(tǒng)構(gòu)成的一個松耦合的多處理器系統(tǒng),它們之間通過網(wǎng)絡實現(xiàn)進程間的通信｡應用程序可以通過網(wǎng)絡共享內(nèi)存進行消息傳送,實現(xiàn)分布式計算機｡

負載均衡(Load Balance)

網(wǎng)絡的負載均衡是一種動態(tài)均衡技術(shù),通過一些工具實時地分析數(shù)據(jù)包,掌握網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)流量狀況,把任務合理均衡地分配出去｡這種技術(shù)基于現(xiàn)有網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),提供了一種擴展服務器帶寬和增加服務器吞吐量的廉價有效的方法,加強了網(wǎng)絡數(shù)據(jù)處理能力,提高了網(wǎng)絡的靈活性和可用性｡

特點

(1)高可靠性(HA)｡利用集群管理軟件,當主服務器故障時,備份服務器能夠自動接管主服務器的工作,并及時切換過去,以實現(xiàn)對用戶的不間斷服務｡

(2)高性能計算(HP)｡即充分利用集群中的每一臺計算機的資源,實現(xiàn)復雜運算的并行處理,通常用于科學計算領域,比如基因分析､化學分析等｡

(3)負載平衡｡即把負載壓力根據(jù)某種算法合理分配到集群中的每一臺計算機上,以減輕主服務器的壓力,降低對主服務器的硬件和軟件要求｡

LVS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與特點

1. Linux Virtual Server:簡稱LVS｡是由中國一個Linux程序員章文嵩博士發(fā)起和領導的,基于Linux系統(tǒng)的服務器集群解決方案,其實現(xiàn)目標是創(chuàng)建一個具有良好的擴展性､高可靠性､高性能和高可用性的體系｡許多商業(yè)的集群產(chǎn)品,比如RedHat的Piranha､ Turbo Linux公司的Turbo Cluster等,都是基于LVS的核心代碼的｡

2. 體系結(jié)構(gòu):使用LVS架設的服務器集群系統(tǒng)從體系結(jié)構(gòu)上看是透明的,最終用戶只感覺到一個虛擬服務器｡物理服務器之間可以通過高速的 LAN或分布在各地的WAN相連｡最前端是負載均衡器,它負責將各種服務請求分發(fā)給后面的物理服務器,讓整個集群表現(xiàn)得像一個服務于同一IP地址的虛擬服務器｡

3. LVS的三種模式工作原理和優(yōu)缺點: Linux Virtual Server主要是在負載均衡器上實現(xiàn)的,負載均衡器是一臺加了 LVS Patch的2.2.x版內(nèi)核的Linux系統(tǒng)｡LVS Patch可以通過重新編譯內(nèi)核的方法加入內(nèi)核,也可以當作一個動態(tài)的模塊插入現(xiàn)在的內(nèi)核中｡

負載均衡器可以運行在以下三種模式下:

(1)Virtual Server via NAT(VS-NAT):用地址翻譯實現(xiàn)虛擬服務器｡地址轉(zhuǎn)換器有能被外界訪問到的合法IP地址,它修改來自專有網(wǎng)絡的流出包的地址｡外界看起來包是來自地址轉(zhuǎn)換器本身,當外界包送到轉(zhuǎn)換器時,它能判斷出應該將包送到內(nèi)部網(wǎng)的哪個節(jié)點｡優(yōu)點是節(jié)省IP 地址,能對內(nèi)部進行偽裝;缺點是效率低,因為返回給請求方的流量經(jīng)過轉(zhuǎn)換器｡

(2)Virtual Server via IP Tunneling (VS-TUN):用IP隧道技術(shù)實現(xiàn)虛擬服務器｡這種方式是在集群的節(jié)點不在同一個網(wǎng)段時可用的轉(zhuǎn)發(fā)機制,是將IP包封裝在其他網(wǎng)絡流量中的方法｡為了安全的考慮,應該使用隧道技術(shù)中的VPN,也可使用租用專線｡ 集群所能提供的服務是基于TCP/IP的Web服務､Mail服務､News服務､DNS服務､Proxy服務器等等.

(3)Virtual Server via Direct Routing(VS-DR):用直接路由技術(shù)實現(xiàn)虛擬服務器｡當參與集群的計算機和作為控制管理的計算機在同一個網(wǎng)段時可以用此法,控制管理的計算機接收到請求包時直接送到參與集群的節(jié)點｡