陆 飞(fluzj@21cn.com、fluhzzj@hotmail.com)
杭州市地方税务局西湖征收管理局
2003年9月
随着Internet技术的迅猛发展，网络技术、性能的不断提高，高可伸缩性、高可用性、可管理性、价格有效性的网络服务技术将 成为网络服务技术的主导。各种平台下的技术方案应运而生。本文试图以一篇完整的理论 实践性的文字来介绍如何在优秀的开源操作系统Linux下创建低成 本、高性能、高可用的服务集群系统。文中所使用的系统和软件包均为最新版本。希望通过对本文的阅读能使您对如何创建Linux下的集群系统有所帮助。
1.Linux下的解决方案 Linux下的集群系统通常能够分为三类：
本文所要介绍的是前两类集群的一个完美的组合。 1.1. Linux Virtual Server项目 在1998年5月，由章文嵩博士成立了Linux Virtual Server的免费软件项目，进行Linux服务器集群的研发工作。同时，Linux Virtual Server项目也是国内最早出现的免费软件项目之一。该项目针对高可伸缩、高可用网络服务的需求，给出了基于IP层和基于内容请求分发的负载平衡调度解 决方法，他通过前端一个负载调度器（Load Balancer）无缝地将网络请求调度到真实服务器上，从而使得服务器集群的结构对客户是透明的，客户访问集群系统提供的网络服务就像访问一台高性能、 高可用的服务器相同。客户程式不受服务器集群的影响不需作任何修改。系统的伸缩性通过在服务机群中透明地加入和删除一个节点来达到，通过检测节点或服务进 程故障和正确地重置系统达到高可用性。并在Linux内核中实现了这些方法，将一组服务器构成一个实现可伸缩的、高可用网络服务的虚拟服务器。 虚拟服务器的体系结构如图2所示。
1.1.1. LVS的核心软件IPVS 在调度器的实现技术中，IP负载均衡技术是效率最高的。在已有的IP负载均衡技术中有通过网络地址转换（Network Address Translation）VS/NAT技术的基础上，IPVS软件实现了三种IP负载均衡技术：
1)Virtual Server via Network Address Translation（VS/NAT） 网络地址转换 (如图1) 针对不同的网络服务需求和服务器配置，IPVS调度器实现了如下十种负载调度算法：
其中9－10是最新1.09版IPVS软件包中新增的调度算法，这十种调度算法将会在后面的ipvsadm配置文档中用到，通常用英文单词的第一个字母的缩写来表示。例如：轮叫（Round Robin）表示为rr。 三种IP负载均衡技术的优缺点比较
三种IP负载均衡技术中特别是后两种技术VS/TUN，VS/DR极大地提高系统的伸缩性，他们的相关技术原理不是本文讨论的重点，若需了解周详内容，请参看章文嵩博士的相关撰文。
1.2. High Availability of LVS 较为成熟的方案有mon heartbeat fake coda 和ldirectord heartbeat 方案，本文我们采用的是ldirectord heartbeat 方案。 1.2.1. Heartbeat Linux-HA 项目开始于 1998 年，是 Linux-HA HOWTO（Haranld Milz 著）的产物。该项目现在由 Alan Robertson 领导，许多其他代码提供者也参和其中。1.0.3版本是2003年6月发布的最新稳定版本。 Heartbeat 通过通信介质（通常是串行设备和以太网）监控节点的"健康"状况。最好有多个冗余介质，以便我们既能够使用串行线又能够使用以太网链接。每个节点运行一个 守护程式进程（称为"心跳"）。主守护程式派生出读和写每个心跳介质的子进程，连同状态进程。当检测到某个节点发生故障时，Heartbeat 运行 shell 脚本来启动（或停止）辅助节点上的服务。按照设计，这些脚本使用和系统 init 脚本（通常位于 /etc/init.d 中）相同的语法。缺省脚本是为文档系统、Web 服务器和虚拟 IP 故障转移提供的。
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