Linux操作系統(tǒng)下的集群原理及實(shí)戰(zhàn)經(jīng)歷

　　集群系統(tǒng)(Cluster)主要解決下面幾個(gè)問題：

　　高可靠性（HA）

　　利用集群管理軟件，當(dāng)主服務(wù)器故障時(shí)，備份服務(wù)器能夠自動(dòng)接管主服務(wù)器的工作，并及時(shí)切換過去，以實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的不間斷服務(wù)。

　　高性能計(jì)算（HP）

　　即充分利用集群中的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)的資源，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)算的并行處理，通常用于科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域，比如基因分析，化學(xué)分析等。

　　負(fù)載平衡

　　即把負(fù)載壓力根據(jù)某種算法合理分配到集群中的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，以減輕主服務(wù)器的壓力，降低對(duì)主服務(wù)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(shí)際應(yīng)用中，最常見的情況是利用集群解決負(fù)載平衡問題，比如用于提供WWW服務(wù)。在這里主要展示如何使用LVS(Linux Virtial Server)來實(shí)現(xiàn)實(shí)用的WWW負(fù)載平衡集群系統(tǒng)。

　　二 LVS簡介

　　LVS是章文嵩博士發(fā)起和領(lǐng)導(dǎo)的優(yōu)秀的集群解決方案，許多商業(yè)的集群產(chǎn)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(xiàn)實(shí)的應(yīng)用中，LVS得到了大量的部署，請(qǐng)參考http://www.linuxvirtualserver.org/deployment.html。關(guān)于Linux LVS的工作原理和更詳細(xì)的信息，請(qǐng)參考http://www.linuxvirtualserver.org。

　　三 LVS配置實(shí)例

　　通過Linux LVS，實(shí)現(xiàn)WWW，Telnet服務(wù)的負(fù)載平衡。這里實(shí)現(xiàn)Telnet集群服務(wù)僅為了測試上的方便。

　　LVS有三種負(fù)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(fù)載平衡。為測試方便，4臺(tái)機(jī)器處于同一網(wǎng)段內(nèi)，通過一交換機(jī)或者集線器相連。實(shí)際的應(yīng)用中，最好能將虛擬服務(wù)器vs1和真實(shí)服務(wù)器rs1, rs2置于于不同的網(wǎng)段上，即提高了性能，也加強(qiáng)了整個(gè)集群系統(tǒng)的安全性。

　　服務(wù)器的軟硬件配置

　　首先說明，雖然本文的測試環(huán)境中用的是3臺(tái)相同配置的服務(wù)器，但LVS并不要求集群中的服務(wù)器規(guī)格劃一，相反，可以根據(jù)服務(wù)器的不同配置和負(fù)載情況，調(diào)整負(fù)載分配策略，充分利用集群環(huán)境中的每一臺(tái)服務(wù)器。

　　這3臺(tái)服務(wù)器中，vs1作為虛擬服務(wù)器（即負(fù)載平衡服務(wù)器），負(fù)責(zé)將用戶的訪問請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到集群內(nèi)部的rs1,rs2，然后由rs1,rs2分別處理。client為客戶端測試機(jī)器，可以為任意操作系統(tǒng)。 4臺(tái)服務(wù)器的操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)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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