Linux操作系統下的集群原理及實戰經歷

　　集群系統(Cluster)主要解決下面幾個問題：

　　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，以實現對用戶的不間斷服務。

　　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。

　　負載平衡

　　即把負載壓力根據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。

　　基于Linux的集群解決方案可謂百花齊放。在實際應用中，最常見的情況是利用集群解決負載平衡問題，比如用于提供WWW服務。在這里主要展示如何使用LVS(Linux Virtial Server)來實現實用的WWW負載平衡集群系統。

　　二 LVS簡介

　　LVS是章文嵩博士發起和領導的優秀的集群解決方案，許多商業的集群產品，比如RedHat的Piranha，TurboLinux公司的Turbo Cluster等，都是基于LVS的核心代碼的。在現實的應用中，LVS得到了大量的部署，請參考http://www.linuxvirtualserver.org/deployment.html。關于Linux LVS的工作原理和更詳細的信息，請參考http://www.linuxvirtualserver.org。

　　三 LVS配置實例

　　通過Linux LVS，實現WWW，Telnet服務的負載平衡。這里實現Telnet集群服務僅為了測試上的方便。

　　LVS有三種負載平衡方式，NAT（Network Address Translation），DR（Direct Routing），IP Tunneling。其中，最為常用的是DR方式，因此這里只說明DR(Direct Routing)方式的LVS負載平衡。為測試方便，4臺機器處于同一網段內，通過一交換機或者集線器相連。實際的應用中，最好能將虛擬服務器vs1和真實服務器rs1, rs2置于于不同的網段上，即提高了性能，也加強了整個集群系統的安全性。

　　服務器的軟硬件配置

　　首先說明，雖然本文的測試環境中用的是3臺相同配置的服務器，但LVS并不要求集群中的服務器規格劃一，相反，可以根據服務器的不同配置和負載情況，調整負載分配策略，充分利用集群環境中的每一臺服務器。

　　這3臺服務器中，vs1作為虛擬服務器（即負載平衡服務器），負責將用戶的訪問請求轉發到集群內部的rs1,rs2，然后由rs1,rs2分別處理。client為客戶端測試機器，可以為任意操作系統。 4臺服務器的操作系統和網絡配置分別為：

vs1: RedHat 6.2, Kernel 2.2.19  
vs1: eth0 192.168.0.1  
vs1: eth0:101 192.168.0.101  
rs1: RedHat 6.2, Kernel 2.2.14  
rs1: eth0 192.168.0.3  
rs1: dummy0 192.168.0.101  
rs2: RedHat 6.2, Kernel 2.2.14  
rs2: eth0 192.168.0.4  
rs2: dummy0 192.168.0.101  
client: Windows 2000  
client: eth0 192.168.0.200

　　其中，192.168.0.101是允許用戶訪問的IP。

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