LVS集群之十种调度算法及负载均衡
一、LVS概念
LVS（Linux Virtual Server）：Linux 虚拟服务器
LVS是个负载均衡设备，它不提供任何服务，用户请求到这里的时候，它是将客户需求转发至后端真正提供服务的服务，所以说后端的服务称作real server。LVS分为两段，前一段称为ipvsadm（管理集群服务的命令行工具），后面一段叫做ipvs（内核模块）【提示：LVS和iptables不能同时使用】。
二、LVS类型
LB（Load Balancing）：负载均衡集群
特性：为了增加能力
HA（High Availability）：高可用集群
特性：提供服务的可用性(一年在线时间达到99.999%才行)
计算方法：在线时间/(在线时间/故障处理时间)
HP（[HPC]High Performance）：高性能集群
特性：提供服务的性能
三、LVS组成结构（负载均衡实现方案）
基于DNS域名轮流解析的方法
基于客户端调度访问的方法
基于应用层系统负载的调度方法
基于IP地址的调度方法
其中基于IP的负载调度算法中，IP负载均衡技术是执行效率最高的
四、LVS十种调度算法
1、静态调度：
①rr（Round Robin）:轮询调度，轮叫调度
轮询调度算法的原理是每一次把来自用户的请求轮流分配给内部中的服务器，从1开始，直到N(内部服务器个数)，然后重新开始循环。算法的优点是其简洁性，它无需记录当前所有连接的状态，所以它是一种无状态调度。【提示：这里是不考虑每台服务器的处理能力】
②wrr：weight,加权（以权重之间的比例实现在各主机之间进行调度）
由于每台服务器的配置、安装的业务应用等不同，其处理能力会不一样。所以，我们根据服务器的不同处理能力，给每个服务器分配不同的权值，使其能够接受相应权值数的服务请求。
③sh:source hashing,源地址散列。主要实现会话绑定，能够将此前建立的session信息保留了
源地址散列调度算法正好与目标地址散列调度算法相反，它根据请求的源IP地址，作为散列键（Hash Key）从静态分配的散列表找出对应的服务器，若该服务器是可用的并且没有超负荷，将请求发送到该服务器，否则返回空。它采用的散列函数与目标地址散列调度算法的相同。它的算法流程与目标地址散列调度算法的基本相似，除了将请求的目标IP地址换成请求的源IP地址，所以这里不一个一个叙述。
④Dh:Destination hashing:目标地址散列。把同一个IP地址的请求，发送给同一个server。
目标地址散列调度算法也是针对目标IP地址的负载均衡，它是一种静态映射算法，通过一个散列（Hash）函数将一个目标IP地址映射到一台服务器。目标地址散列调度算法先根据请求的目标IP地址，作为散列键（Hash Key）从静态分配的散列表找出对应的服务器，若该服务器是可用的且未超载，将请求发送到该服务器，否则返回空。
2、动态调度
①lc（Least-Connection）：最少连接
最少连接调度算法是把新的连接请求分配到当前连接数最小的服务器，最小连接调度是一种动态调度短算法，它通过服务器当前所活跃的连接数来估计服务器的负载均衡，调度器需要记录各个服务器已建立连接的数目，当一个请求被调度到某台服务器，其连接数加1，当连接中止或超时，其连接数减一，在系统实现时，我们也引入当服务器的权值为0时，表示该服务器不可用而不被调度。
简单算法：active*256+inactive(谁的小，挑谁)
②wlc(Weighted Least-Connection Scheduling)：加权最少连接。
加权最小连接调度算法是最小连接调度的超集，各个服务器用相应的权值表示其处理性能。服务器的缺省权值为1，系统管理员可以动态地设置服务器的权限，加权最小连接调度在调度新连接时尽可能使服务器的已建立连接数和其权值成比例。
简单算法：（active*256+inactive）/weight【（活动的连接数+1）/除以权重】（谁的小，挑谁）
③sed(Shortest Expected Delay)：最短期望延迟
基于wlc算法
简单算法：（active+1)*256/weight 【（活动的连接数+1）*256/除以权重】
④nq（never queue）:永不排队（改进的sed）
无需队列，如果有台realserver的连接数＝0就直接分配过去，不需要在进行sed运算。
⑤LBLC（Locality-Based Least Connection）：基于局部性的最少连接
基于局部性的最少连接算法是针对请求报文的目标IP地址的负载均衡调度，不签主要用于Cache集群系统，因为Cache集群中客户请求
报文的布标IP地址是变化的，这里假设任何后端服务器都可以处理任何请求，算法的设计目标在服务器的负载基本平衡的情况下，将相同的目
标IP地址的请求调度到同一个台服务器，来提高个太服务器的访问局部性和主存Cache命中率，从而调整整个集群系统的处理能力。
基于局部性的最少连接调度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RealServer，若该Real Server是可用的且没有超载，将请求发送到该服务器；若服务器不存在，或者该服务器超载且有服务器处于一半的工作负载，则用“最少链接”的原则选出一个可用的服务器，将请求发送到该服务器。
⑥LBLCR（Locality-Based Least Connections withReplication）：带复制的基于局部性最少链接
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，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，按“最小连接”原则从服务器组中选出一台服务器，若服务器没有超载，将请求发送到该服务器；若服务器超载，则按“最小连接”原则从这个集群中选出一台服务器，将该服务器加入到服务器组中，将请求发送到该服务器。同时，当该服务器组有一段时间没有被修改，将最忙的服务器从服务器组中删除，以降低复制的程度。
五、IPVS实现负载均衡的方法
NAT：地址转换（类似于DNAT）
1、集群点跟director必须工作在同一个IP的网络中
2、RIP通常是私有地址，仅用于各集群节点间的的通信
3、director位于client和real server之间，并负责处理进出的所有通道。
4、realserver必须将网关执行DIP
5、director支持端口映射
6、realserver可以使用任何类型的操作系统（os）
7、较大规模应用场景中，director易成为系统瓶颈
DR：直接路由（及用于作为源地址）
1、各集群节点跟director必须在同一个物理网络中；
2、RIP可以使用公网地址，实现便携的远程管理和监控；
3、director仅负责处理入站请求，形影报文则有realserver直接发往客户端
4、realserver不能将网关指向DIP，而是直接指向前端网关；
5、director不支持端口映射
6、大多数操作系统能够用在realserver
7、director能够处理更多的realserver
TUN：隧道
1、集群节点可以跨越Internet
2、RIP必须是公网地址
3、director仅负责处理入站请求，形影报文则有realserver直接发往客户端
4、realserver网关不能指向director
5、只有咫尺隧道功能的OS才能用于realserver
6、不支持端口映射
六、ipvsadm常用命令
ipvsadm:
1、管理集群服务
添加：-A -t|u|f service-address [-sscheduler]
-t：tcp协议的集群服务
-u：udp协议的集群
-f:FWM:防火墙标记
修改：-E
删除：-D
-D -t|u|f service-address
例如：# ipvsadm -A -t 172.16.100.1:80 -s rr
2、管理集群服务中的RS
添加：-a -t|u|f service-address -rserver-address [-g|i|m] [-w weight]
-t|u|f service-address:事先定义好的某集群服务
-r server-address:某RS的地址，在NAT模型中，可以使用IP：PORT事先端口映射 [-g|i|m]:LVS类型
-g:DR
-I:TUN
-m:NAT
[-w weight]:定义服务器权重
3、修改：-e
4、删除：-d -t|u|f service-address -r server-address
例如：#ipvsadm -a -t 172.16.100.1:80 -r192.168.10.8 -m
例如：#ipvsadm-a -t 172.16.100.1:80 -r 192.168.10.9 -m
5、查看
-L|l[options]
-n:数字格式显示主机地址和端口号
--stats:统计信息
--rate:速率
--timeout：显示tcp、tcpfin和udp会话的超时时间值
--daemon
--sort：跟协议、地址、端口进行排序，默认为升序
-c：显示当前ipvs连接状况
6、删除所有集群服务：
-C：清空ipvs规则
7、保存规则
-S：（用输出重定向进行保存）
格式：#ipvsadm -s >/path/to/somefile
8、载入此前的规则：
-R
格式：#ipvsadm -R
负载均衡调度算法
负载调度算法 负载均衡（Load Balance），又称为负载分担，就是将负载（工作任务）进行平衡、分摊到多个操作单元上进行执行，例如Web服务器、FTP服务器、企业关键应用服务器和其它关键任务服务器等，从而共同完成工作任务。负载均衡建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价又有效的方法来扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。 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）将一组服务器构成一个高性能的、高可用的虚拟服务器，称之为VS/NAT技术。在分析VS/NAT 的缺点和网络服务的非对称性的基础上，提出通过IP隧道实现虚拟服务器的方法VS/TUN，和通过直接路由实现虚拟服务器的方法VS/DR，它们可以极大地提高系统的伸缩性。 在内核中的连接调度算法上，IPVS实现了以下几种调度算法： 1 轮叫调度 1.1 轮叫调度含义 轮叫调度（Round Robin Scheduling）算法就是以轮叫的方式依次将请求调度不同的服务器，即每次调度执行i = (i + 1) mod n，并选出第i台服务器。算法的优点是其简洁性，它无需记录当前所有连接的状态，所以它是一种无状态调度。 轮叫是基站为终端分配带宽的一种处理流程，这种分配可以是针对单个终端或是一组终端的。为单个终端和一组终端连接分配带宽，实际上是定义带宽请求竞争机制，这种分配不是使用一个单独的消息，而是上行链路映射消息中包含的一系列分配机制。 1.2 轮叫调度算法流程 轮询调度算法的原理是每一次把来自用户的请求轮流分配给内部中的服务器，从1开始，直到N（内部服务器个数），然后重新开始循环。在系统实现时，我们引入了一个额外条件，即当服务器的权值为零时，表示该服务器不可用而不被调度。这样做的目的是将服务器切出服务（如屏蔽服务器故障和系统维护），同时与其他加权算法保持一致。所以，算法要作相应的改动，它的算法流程如下：假设有一组服务器S = {S0, S1, …, Sn-1}，一个指示变量i表示上一次选择的服务器，W(Si)表示服务器Si的权值。变量i被初始化为n-1，其中n > 0。 j = i; do { j = (j + 1) mod n;
weblogic集群负载均衡部署文档(支持win7+linux6.5)
Weblogic集群和负载分发的部署(支持win7+linux6.5 64位)
目录 1.集群目的 (3) 2.部署环境 (3) 3.注意问题 (3) 4.安装weblogic过程 (3) 5.weblogic集群部署过程 (9) 5.1创建weblogic域 (9) 5.2 weblogic集群化配置 (15) 5.3 weblogic简单负载均衡配置 (28) 5.4 weblogic集群复杂均衡测试 (32)
1.集群目的 项目成功部署后，可能会出现运行过程中服务器挂掉不能正常使用。为了防止这种情况，采用weblogic 集群方式部署，以消除客户的担心。 2.部署环境 3.注意问题 因为时间仓促和作者水平有限有些待解决问题需要说明 1.请不要登陆后在地址栏按回车键重新访问地址来验证session复制。 2.如果按F5刷新页面则会跳到选择模块界面，无法说明session复制失败。 3.服务器地址默认用127.0.0.1 ,如果用ip地址（如：192.169.1.169），则把配置过程所有地方的127.0.0.1改成你的实际ip地址,记住创建时候ip地址要统一。 4.安装weblogic过程 1）首先登陆 https://www.360docs.net/doc/8f1283397.html,/technetwork/cn/middleware/ias/downloads/wls-main-091116-z hs.html 去下载一个windows版的weblogic 我下载的是1036版本
2）双击打开后3）初始化完成后 4）点击下一步
把“我希望通过这个。。。。。。”勾选取消。
几种负载均衡算法
几种负载均衡算法 本地流量管理技术主要有以下几种负载均衡算法： 静态负载均衡算法包括：轮询，比率，优先权 动态负载均衡算法包括: 最少连接数,最快响应速度，观察方法，预测法，动态性能分配，动态服务器补充，服务质量，服务类型，规则模式。 静态负载均衡算法 ◆轮询（Round Robin）：顺序循环将请求一次顺序循环地连接每个服务器。当其中某个服务器发生第二到第7 层的故障，BIG-IP 就把其从顺序循环队列中拿出，不参加下一次的轮询，直到其恢复正常。 ◆比率（Ratio）：给每个服务器分配一个加权值为比例，根椐这个比例，把用户的请求分配到每个服务器。当其中某个服务器发生第二到第7 层的故障，BIG-IP 就把其从服务器队列中拿出，不参加下一次的用户请求的分配, 直到其恢复正常。 ◆优先权（Priority）：给所有服务器分组,给每个组定义优先权，BIG-IP 用户的请求，分配给优先级最高的服务器组（在同一组内，采用轮询或比率算法，分配用户的请求）；当最高优先级中所有服务器出现故障，BIG-IP 才将请求送给次优先级的服务器组。这种方式，实际为用户提供一种热备份的方式。 动态负载均衡算法 ◆最少的连接方式（Least Connection）：传递新的连接给那些进行最少连接处理的服务器。当其中某个服务器发生第二到第7 层的故障，BIG-IP 就把其从服务器队列中拿出，不参加下一次的用户请求的分配, 直到其恢复正常。 ◆最快模式（Fastest）：传递连接给那些响应最快的服务器。当其中某个服务器发生第二到第7 层的故障，BIG-IP 就把其从服务器队列中拿出，不参加下一次的用户请求的分配，直到其恢复正常。 ◆观察模式（Observed）：连接数目和响应时间以这两项的最佳平衡为依据为新的请求选择服务器。当其中某个服务器发生第二到第7 层的故障，BIG-IP就把其从服务器队列中拿出，不参加下一次的用户请求的分配，直到其恢复正常。 ◆预测模式（Predictive）：BIG-IP利用收集到的服务器当前的性能指标，进行预测分析，选择一台服务器在下一个时间片内，其性能将达到最佳的服务器相应用户的请求。(被BIG-IP 进行检测) ◆动态性能分配(Dynamic Ratio-APM):BIG-IP 收集到的应用程序和应用服务器的各项性能参数，动态调整流量分配。 ◆动态服务器补充(Dynamic Server Act.):当主服务器群中因故障导致数量减少时，动态地将备份服务器补充至主服务器群。 ◆服务质量(QoS）:按不同的优先级对数据流进行分配。 ◆服务类型(ToS): 按不同的服务类型（在Type of Field中标识）负载均衡对数据流进行分配。 ◆规则模式：针对不同的数据流设置导向规则，用户可自行。 负载均衡对应本地的应用交换，大家可以通过对上述负载均衡算法的理解，结合实际的需求来采用合适你的负载均衡算法，我们常用到的一般是最少连接数、最快反应、或者轮询，决定选用那种算法，主要还是要结合实际的需求。
LVS keepalived负载均衡高可用 配置安装大全
LVS+Keepalived实现高可用集群 一、基础介绍 (2) 二、搭建配置LVS-NA T模式 (2) 三、搭建配置LVS-DR模式 (4) 四、另外一种脚本方式实现上面LVS-DR模式 (6) 五、keepalived + LVS(DR模式) 高可用 (8) 六、Keepalived 配置文件详细介绍 (11)
一、基础介绍 (一)根据业务目标分成三类： High Availability 高可用 Load Balancing 负载均衡 High Performance 高性能 (二)实现集群产品： HA类： rhcs、heartbeat、keepalived LB类： haproxy、lvs、nginx、f5、piranha HPC类： https://www.360docs.net/doc/8f1283397.html,/index/downfile/infor_id/42 (三)LVS 负载均衡有三种模式： LVS-DR模式（direct router）直接路由模式 进必须经过分发器，出就直接出 LVS-NAT模式（network address translation） 进出必须都经过分发器 LVS-TUN模式（ip tunneling）IP隧道模式 服务器可以放到全国各地 二、搭建配置LVS-NAT模式 1 、服务器IP规划： DR服务器添加一张网卡eth1，一个网卡做DIP，一个网口做VIP。 设置DIP、VIP IP地址: DIP的eth1和所有RIP相连同一个网段 CIP和DIP的eth0(Vip)相连同一个网段 Vip eth0 192.168.50.200 Dip eth1 192.168.58.4 客户机IP： Cip 192.168.50.3
天融信负载均衡算法
1.Rr – Round Robin 默认情况下，访问请求分配的次序为： 1, 2, 3, 4, 1, 2, 3,4 若Servers之间存在性能差异，可以通过调整分配粒度值（weight），来控制访问请求分配的次序： 1, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 3,4,4,4, 2.Lc - Least Connections 新的访问请求将分配至当前连接数最少的一台服务器上。分配粒度方法定义了两个服务器的活动连接数要有多大差别，算法里才会将它们区分为不同等级。3.Sr – Shortest Response Time 基于后台服务器的最短相应时间来分配新的访问请求。 4.Pi – Persistent IP 相同IP地址的请求将会分配到相同的服务器上 5.HI - Hash IP 这是一种基于源IP地址Hash来分发新建连接的算法。客户端发送一个请求到虚拟服务器；负载均衡设备将根据源IP地址计算出的哈希值来选择将该访问请求发送到哪一台服务器；对于哈希值相同的请求连接，都将会发送到相同的服务器上。 注意：如果一台服务器失效了，将导致负载均衡设备上的哈希值重新计算，这样对所有原已维持的会话状态都将产生影响。 在负载均衡集群的方式下，客户端到服务器端的对应关系，在其他负载均衡设备上无法维持的，因此当其中一台负载均衡设备失效以后，客户端的请求将会在其他正常的负载均衡重新进行负载分配。 6.CHI – Consistent Hash IP 这是一种基于源IP地址Hash来分发新建连接的算法。 客户端发送一个请求到虚拟服务器；负载均衡设备将根据源IP地址计算出的哈希值来选择将该访问请求发送到哪一台服务器；对于哈希值相同的请求连接，都将会发送到相同的服务器上。 注意：
集群HA负载均衡技术
实用标准文案 NLB 、HA、HPC集群、双机、负载均衡、 1.1什么是集群）就是一组计算机，它们作为一个整体向用户cluster 简单的说，集群（）。一提供一组网络资源。这些单个的计算机系统就是集群的节点（node她们看/个理想的集群是，用户从来不会意识到集群系统底层的节点，在他来，集群是一个系统，而非多个计算机系统。并且集群系统的管理员可以随意增加和删改集群系统的节点。集群系统的主要优点：1.2 高可扩展性：(1)：集群中的一个节点失效，它的任务可传递给其他节点。可高可用性HA(2) 以有效防止单点失效。 高性能：负载平衡集群允许系统同时接入更多的用户。(3) 高性价比：可以采用廉价的符合工业标准的硬件构造高性能的系统。(4) 集群系统的分类2.1 虽然，根据集群系统的不同特征可以有多种分类方法，但是一般把集群系统 分为两类：集群。,、高可用(High Availability)集群简称HA(1) 这类集群致力于提供高度可靠的服务。就是利用集群系统的容错性对外提供 小时不间断的服务，如高可用的文件服务器、数据库服务等关键应用。7*24负载均衡集群：使任务可以在集群中尽可能平均地分摊不同的计算机进行处 精彩文档． 实用标准文案 理，充分利用集群的处理能力，提高对任务的处理效率。以提供更加高效稳
定的服务。在实际应用中这几种集群类型可能会混合使用， 高就会包含高可用的网络文件系统、如在一个使用的网络流量负载均衡集群中，可用的网络服务。集群，也HPC(High Perfermance Computing)集群，简称(2)、性能计算称为科学计算集群。 在这种集群上运行的是专门开发的并行应用程序，它可以把一个问题的数据 从而可以分布到多台的计算机上，利用这些计算机的共同资源来完成计算任务，解决单机不能胜任的工作（如问题规模太大，单机计算速度太慢）。 如天气预报、这类集群致力于提供单个计算机所不能提供的强大的计算能力。石油勘探与油藏模拟、分子模拟、生物计算等。(HA) 3.1 什么是高可用性和可维护(reliability)计算机系统的可用性(availability)是通过系统的可靠性 来度量系统(MTTF)来度量的。工程上通常用平均无故障时间性(maintainability)于是可用性被定义）来度量系统的可维护性。,用平均维修时间（MTTR的可靠性MTTF/ (MTTF+MTTR)*100% 为：负载均衡服务器的高可用性主服务器和备份机上都需要建立一个备份机。为了屏蔽负载均衡服务器的失效，”这样的信息来监I am alive监控程序，通过传送诸如“运行High Availability它就接管当备份机不能在一定的时间内收到这样的信息时，控对方的运行状况。I am 并继续提供服务；当备份管理器又从主管理器收到“主服务器的服务IP精彩文档．实用标准文案 地址，这样的主管理器就开开始再次进IPalive”这样的信息是，它就释放服务行集群管理的工作了。为在主服务器失效的情况下系统能正常工作，我们在主、备份机之间实现负载集群系统配置信息的同步与备份，保持二者系统的基本一
负载均衡--LVS+Keepalived
利用LVS+Keepalived 实现高性能高可用负载均衡 作者：NetSeek 网站: https://www.360docs.net/doc/8f1283397.html, 背景: 随着你的网站业务量的增长你网站的服务器压力越来越大？需要负载均衡方案！商业的硬件如F5又太贵，你们又是创业型互联公司如何有效节约成本，节省不必要的浪费？同时实现商业硬件一样的高性能高可用的功能？有什么好的负载均衡可伸张可扩展的方案吗？答案是肯定的！有！我们利用LVS+Keepalived基于完整开源软件的架构可以为你提供一个负载均衡及高可用的服务器。 一．L VS+Keepalived 介绍 1.LVS LVS是Linux Virtual Server的简写，意即Linux虚拟服务器，是一个虚拟的服务器集群系统。本项目在1998年5月由章文嵩博士成立，是中国国内最早出现的自由软件项目之一。目前有三种IP负载均衡技术（VS/NA T、VS/TUN和VS/DR）； 八种调度算法（rr,wrr,lc,wlc,lblc,lblcr,dh,sh）。 2.Keepalvied Keepalived在这里主要用作RealServer的健康状态检查以及LoadBalance主机和BackUP主机之间failover的实现 二. 网站负载均衡拓朴图 . IP信息列表： 名称IP LVS-DR-Master 61.164.122.6 LVS-DR-BACKUP 61.164.122.7 LVS-DR-VIP 61.164.122.8 WEB1-Realserver 61.164.122.9 WEB2-Realserver 61.164.122.10 GateWay 61.164.122.1
时间片轮转调度算法资料
《操作系统》课程实验报告实验名称：时间片轮转调度算法 班级：**************** 学号：************* 姓名：************** 指导老师：*************** 成绩：
一、实验目的： 1、测试数据可以随即输入或从文件中读入。 2、必须要考虑到进程的到达时间 3、最终能够计算每一个进程的周转时间的带权周转时间。 4、时间片大小可以不为1，但至少实现时间片大小为1的RR调度。 二、实验内容： 模拟实现时间片轮转调度算法，具体如下： 设置进程体：进程名，进程的到达时间，服务时间，，进程状态（W——等待,R ——运行,F——完成），进程间的链接指针 进程初始化：由用户输入进程名、服务时间进行初始化，同时，初始化进程的状态为W。 显示函数：在进程调度前、调度中和调度后进行显示。 排序函数：对就绪状态的进程按照进入就绪队列的时间排序，新到达的进行应优先于刚刚执行过的进程进入就绪队列的队尾。 调度函数：每次从就绪队列队首调度优一个进程执行，状态变化。并在执行一个时间片后化，服务时间变化，状态变化。当服务时间为0时，状态 变为F。 删除函数：撤销状态为F的进行。 三、实验代码 #include
集群的负载均衡技术综述
集群的负载均衡技术综述 摘要：当今世界，无论在机构内部的局域网还是在广域网如Internet上，信息处理量的增长都远远超出了过去最乐观的估计，即使按照当时最优配置建设的网络，也很快会感到吃不消。如何在完成同样功能的多个网络设备之间实现合理的业务量分配，使之不致于出现一台设备过忙、而别的设备却未充分发挥处理能力的情况，负载均衡机制因此应运而生。本组在课堂上讲解了《集群监控与调度》这一课题，本人在小组内负责负载均衡部分内容，以及PPT的制作。 关键词：负载均衡集群网络计算机 一、前言 负载均衡建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效的方法扩展服务器带宽和增加吞吐量，加强网络数据处理能力，提高网络的灵活性和可用性。它主要完成以下任务：解决网络拥塞问题，服务就近提供，实现地理位置无关性；为用户提供更好的访问质量；提高服务器响应速度；提高服务器及其他资源的利用效率；避免了网络关键部位出现单点失效。 其实，负载均衡并非传统意义上的“均衡”，一般来说，它只是把有可能拥塞于一个地方的负载交给多个地方分担。如果将其改称为“负载分担”，也许更好懂一些。说得通俗一点，负载均衡在网络中的作用就像轮流值日制度，把任务分给大家来完成，以免让一个人累死累活。不过，这种意义上的均衡一般是静态的，也就是事先确定的“轮值”策略。 与轮流值日制度不同的是，动态负载均衡通过一些工具实时地分析数据包，掌握网络中的数据流量状况，把任务合理分配出去。结构上分为本地负载均衡和地域负载均衡(全局负载均衡)，前一种是指对本地的服务器集群做负载均衡，后一种是指对分别放置在不同的地理位置、在不同的网络及服务器群集之间作负载均衡。 服务器群集中每个服务结点运行一个所需服务器程序的独立拷贝，诸如Web、FTP、Telnet或e-mail服务器程序。对于某些服务（如运行在Web服务器上的那些服务）而言，程序的一个拷贝运行在群集内所有的主机上，而网络负载均衡则将工作负载在这些主机间进行分配。对于其他服务（例如e-mail），只有一台主机处理工作负载，针对这些服务，网络负载均衡允许网络通讯量流到一个主机上，并在该主机发生故障时将通讯量移至其他主机。 二、负载均衡技术实现结构 在现有网络结构之上，负载均衡提供了一种廉价有效的方法扩展服务器带宽和增加吞吐量，加强网络数据处理能力，提高网络的灵活性和可用性。它主要完成以下任务： 1.解决网络拥塞问题，服务就近提供，实现地理位置无关性 2.为用户提供更好的访问质量 3.提高服务器响应速度
集群方案
Ecology系统HA集群方案及常见问题解决 目录： 一、常用的ecology 高可用环境部署架构 (2) 二、常见的负载均衡器（硬件和软件） (2) 三、常见的服务器类型 (3) 四、服务器配置建议 (3) 五、服务器操作系统分区建议 (3) 六、ecology系统安装部署 (3) 七、集群模式下https部署 (9) 八、常见问题及相应解决方法 (10)
一、常用的ecology 高可用环境部署架构 OA 系统部署拓扑示意图 二、常见的负载均衡器（硬件和软件） 首先说一下什么是负载均衡： 负载均衡说白了是一种代理，也就是说客户端访问应用服务器的统一入口点，客户端通过负载均衡（F5）来将请求转发到应用服务器，而不是客户端直接请求到应用服务器。负载均衡（F5）可以建立一个应用服务器资源池，然后根据不同的策略将请求分发到应用服务器资源池中的其中一台服务器中，进而应用服务器完成相关的业务请求工作。 注：负载均衡和集群之间的理解： 集群是指应用服务器之间的协同工作，应用服务器和应用服务器之间的业务交互，即ecology 系统之间的数据交互。 负载均衡指负载均衡设备和应用服务器之间的业务关系，它是将客户端请求通过负载均衡设备转发到应用服务器，应用服务器处理完毕后，将结果返回到负载均衡，然后负载均衡将结果返回到客户端。 常见的负载均衡设备： 硬件设备：F5、A10、ARRAY 、深信服、梭子鱼等等 软件设备：NGINX 、HAPROXY 、LVS 等等（注：LVS 用的不是太多） 针对我们的ecology 系统，以上负载均衡设备均可使用。 注：由于ecology 系统session 同步的局限性，负载均衡设备分发模式需要配置成：最小连接数模式。（硬件负载均衡） 针对于负载均衡的硬件设备可以咨询相应的硬件厂商，
利用LVS+Keepalived 实现高性能高可用负载均衡服务器
LVS+Keepalived 介绍 LVS LVS是Linux Virtual Server的简写，意即Linux虚拟服务器，是一个虚拟的服务器集群系统。本项目在1998年5月由章文嵩博士成立，是中国国内最早出现的自由软件项目之一。目前有三种IP负载均衡技术（VS/NAT、VS/TUN和VS/DR）； 十种调度算法（rrr|wrr|lc|wlc|lblc|lblcr|dh|sh|sed|nq）。 Keepalvied Keepalived在这里主要用作RealServer的健康状态检查以及LoadBalance主机和BackUP 主机之间failover的实现 二. 网站负载均衡拓朴图 IP信息列表： 名称 IP LVS-DR-Master 61.164.122.6 ? LVS-DR-BACKUP 61.164.122.7 ? LVS-DR-VIP 61.164.122.8 ? WEB1-Realserver 61.164.122.9 ? WEB2-Realserver 61.164.122.10 ? GateWay 61.164.122.1 复制代码 三. 安装LVS和Keepalvied软件包 1. 下载相关软件包 #mkdir /usr/local/src/lvs ? #cd /usr/local/src/lvs ? #wget https://www.360docs.net/doc/8f1283397.html,/software/kernel-2.6/ipvsadm-1.24.tar.gz ? #wget https://www.360docs.net/doc/8f1283397.html,/software/keepalived-1.1.15.tar.gz 复制代码 2. 安装LVS和Keepalived #lsmod |grep ip_vs ? #uname -r ? 2.6.18-53.el5PAE ? #ln -s /usr/src/kernels/2.6.18-53.el5PAE-i686/ /usr/src/linux ? ? #tar zxvf ipvsadm-1.24.tar.gz ? #cd ipvsadm-1.24 ? #make && make install ? #find / -name ipvsadm # 查看ipvsadm的位置 ? ? #tar zxvf keepalived-1.1.15.tar.gz ? #cd keepalived-1.1.15 ? #./configure && make && make install
处理器调度(设计一个按时间片轮转法实现处理器调度的程序)
实验一处理器调度 一、实验容 选择一个调度算法，实现处理器调度。 二、实验目的 在采用多道程序设计的系统中，往往有若干个进程同时处于就绪状态。当就绪进程个数大于处理器数时，就必须依照某种策略来决定哪些进程优先占用处理器。本实习模拟在单处理器情况下的处理器调度，帮助学生加深了解处理器调度的工作。 三、实验题目 设计一个按时间片轮转法实现处理器调度的程序。 [提示]： (1)假定系统有五个进程，每一个进程用一个进程控制块PCB来代表。进程控制块的 格式为： 其中，Q1，Q2，Q3，Q4，Q5。 指针——进程按顺序排成循环队列，用指针指出下一个进程的进程控制块的首地址最后一个进程的指针指出第一个进程的进程控制块首地址。 要求运行时间——假设进程需要运行的单位时间数。 已运行时间——假设进程已经运行的单位时间数，初始值为“0”。 状态——有两种状态，“就绪”和“结束”，初始状态都为“就绪”，用“R”表示。 当一个进程运行结束后，它的状态为“结束”，用“E”表示。 (2) 每次运行所设计的处理器调度程序前，为每个进程任意确定它的“要求运行时间”。 (3) 把五个进程按顺序排成循环队列，用指针指出队列连接情况。另用一标志单元记录轮到运行的进程。例如，当前轮到P2执行，则有： 标志单元 K1 K2 K 3 K4 K5
(4)处理器调度总是选择标志单元指示的进程运行。由于本实习是模拟处理器调度的 功能，所以，对被选中的进程并不实际的启动运行，而是执行： 已运行时间+1 来模拟进程的一次运行，表示进程已经运行过一个单位的时间。 请同学注意：在实际的系统中，当一个进程被选中运行时，必须置上该进程可以运行的时间片值，以及恢复进程的现场，让它占有处理器运行，直到出现等待事件或运行满一个时间片。在这时省去了这些工作，仅用“已运行时间+1”来表示进程已 经运行满一个时间片。 (5)进程运行一次后，应把该进程的进程控制块中的指针值送到标志单元，以指示下一 个轮到运行的进程。同时，应判断该进程的要求运行时间与已运行时间，若该进程的要求运行时间 已运行时间，则表示它尚未执行结束，应待到下一轮时再运行。若该进程的要求运行时间=已运行时间，则表示它已经执行结束，应指导它的状态修改成“结束”（E）且退出队列。此时，应把该进程的进程控制块中的指针值送到前 面一个进程的指针位置。 (6)若“就绪”状态的进程队列不为空，则重复上面的（4）和（5）的步骤，直到所有 的进程都成为“结束”状态。 (7)在所设计的程序中应有显示或打印语句，能显示或打印每次选中进程的进程名以及 运行一次后进程队列的变化。 (8)为五个进程任意确定一组“要求运行时间”，启动所设计的处理器调度程序，显示 或打印逐次被选中的进程名以及进程控制块的动态变化过程。 四. 所用数据结构及符号说明 typedef struct PNode//PCB { struct PNode *next; //定义指向下一个节点的指针 char name[10]; //定义进程名，并分配空间 int All_time; //定义总运行时间 int Runed_Time; //定义已运行时间 char state; //定义进程状态Ready/End } *Proc; //指向该PCB的指针 int ProcNum; //总进程数
F5负载均衡算法标准详解
应用交换技术的负载均衡算法 应用交换技术里主要包括四项关键的技术： ●截获和检查流量 ●服务器监控健康检查 ●负载均衡算法 ●会话保持 截获和检查流量保证只有合适的数据包才能通过； 服务器监控和健康检查随时了解服务器群的可用性状态； 负载均衡和应用交换功能通过各种策略导向到合适的服务器； 会话的保持以实现与应用系统完美结合； F5在应用交换技术中的优势： A、截获和检查流量 –BIG-IP 有最强的数据包截获和检查引擎去检查任何数据流量包中的任何部分，可以检测16384bytes包的深度，理论上可以检测 64Kbytes的包长度 –这使得BIG-IP 明显有别于其他的厂商的产品 B、用于定制控制的iRules工具 –可用来定义如何根据报头和/或TCP有效负载信息来引导、保存和过滤流量。 –iRules增强了企业或服务提供商定根据业务需求定制应用流量的能力。 –通用检查引擎和iRules分别是应用智能和业务决策来进行应用流量管理的方法和工具。 C、服务器监控和健康检查
–服务器(Node)-Ping(ICMP) –服务(Port)-Connect –扩展的应用验证(EAV) –扩展的内容验证(ECV) –针对VOD服务器的专用健康检查机制 –针对节点的检查频率和超时频度,e.g.10seconds响应,e.g.5seconds D、负载均衡和应用交换功能 –Global Load Balancer提供17种负载均衡算法 –F5提供最优质的负载均衡和应用交换功能 静态算法 动态算法 智能算法 I –control UIE + Irules –Local Load Balancer提供12种负载均衡算法 E、持续功能 –连续性与负载平衡是相互对立的，但它对于负载平衡又是必不可少的! –简单的连续性—基于源地址 –HTTP Cookie 连续性 –SSL Session ID 连续性 –目的地址的亲合作用--caches –standby BIG-IP实现对连续性记录的镜像 –智能与第七层的内容交换组合 F5做为应用交换领域的领导厂商，一直保持着技术上的领先地位，F5已经有40多项技术申请了专利，其它的竞争合作伙伴都在购买F5的这些专利技术。接下来我们讨论一下负载均衡算法。
负载均衡集群系统解决方案
Linux负载均衡集群系统解决方案 行业: 跨行业 功能:Linux，负载均衡集群 供应商: 中国软件股份集团 方案正文: Linux虚拟服务器简介 基于中软Linux的虚拟服务器（Linux Virtual Server，即LVS）是一个具有高可用性特点的负载均衡集群系统。该系统可以提供与服务器节点的数量、性能成正比的负载能力，有效提高服务的吞吐量、可靠性、冗余度、适应性，性能价格比高。同时，LVS也是利用低端设备实现高端服务器性能的有效途径。 中软Linux虚拟服务器（Linux Virtual Server，即LVS）是建立在一个主控服务器（director）及若干真实服务器（real-server）所组成的集群之上。real-server负责实际提供服务，主控服务器根据指定的调度算法对real-server进行控制。而集群的结构对于用户来说是透明的，客户端只与单个的IP（集群系统的虚拟IP）进行通信，也就是说从客户端的视角来看，这里只存在单个服务器。 Real-server可以提供众多服务，如ftp, http, dns, telnet, nntp, smtp 等。主控服务器负责对Real-Server进行控制。客户端在向LVS发出服务请求时，Director会通过特定的调度算法来指定由某个Real-Server来应答请求，而客户端只与Load Balancer的IP（即虚拟IP，VIP）进行通信。 二、优点 *提高吞吐量：为获得更高的吞吐量，在LVS中增加real-servers，其开销只是线性增长；而如果我们选择更换一台更高性能的服务器来获得相当的吞吐量，其开销要大得多，而且被替换掉的旧服务器会造成资源的浪费。 *冗余：如果LVS中某real-server由于需要升级或其它原因而停止服务，其退出以及恢复工作，并不会造成整个LVS对客户端服务的中断。 *适应性：不管是需要吞吐量逐渐地变化（因日常事务量变化），还是快速地变化（因突发事务量变化），服务器数量的增减对于客户端都是透明的。 三、结构图
通过LVS+Keepalived搭建高可用的负载均衡集群系统
1、安装LVS软件 （1）安装前准备 操作系统：统一采用Centos5.3版本，地址规划如下： 更详细的信息如下图所示： 图中的VIP指的是虚拟IP地址，还可以叫做LVS集群的服务IP，在DR、TUN模式中，数据包是直接返回给用户的，所以，在Director Server上以及集群的每个节点上都需要设置这个地址。此IP在Real Server上一般绑定在回环地址上，例如lo:0，同样，在Director Server 上，虚拟IP绑定在真实的网络接口设备上，例如eth0:0。 各个Real Server可以是在同一个网段内，也可以是相互独立的网段，还可以是分布在internet上的多个服务器.
（2）安装操作系统需要注意的事项 Centos5.3版本的Linux，内核默认支持LVS功能，为了方便编译安装IPVS管理软件，在安装操作系统时，建议选择如下这些安装包：l 桌面环境：xwindows system、GNOME desktop environment。 l 开发工具：development tools、x software development、gnome software、development、kde software development。 系统安装完毕，可以通过如下命令检查kernel是否已经支持LVS的ipvs模块： [root@localhost ~]#modprobe -l |grep ipvs /lib/modules/2.6.18-194.11.1.el5/kernel/net/ipv4/ipvs/ip_vs.ko /lib/modules/2.6.18-194.11.1.el5/kernel/net/ipv4/ipvs/ip_vs_dh.ko 如果有类似上面的输出，表明系统内核已经默认支持了IPVS模块。接着就可以安装IPVS管理软件了。
时间片轮转调度算法
#include
Tomcat集群与负载均衡
Tomcat集群与负载均衡（转载） 在单一的服务器上执行WEB应用程序有一些重大的问题，当网站成功建成并开始接受大量请求时，单一服务器终究无法满足需要处理的负荷量，所以就有点显得有点力不从心了。另外一个常见的问题是会产生单点故障，如果该服务器坏掉，那么网站就立刻无法运作了。不论是因为要有较佳的扩充性还是容错能力，我们都会想在一台以上的服务器计算机上执行WEB应用程序。所以，这时候我们就需要用到集群这一门技术了。 在进入集群系统架构探讨之前，先定义一些专门术语： 1. 集群(Cluster)：是一组独立的计算机系统构成一个松耦合的多处理器系统，它们之间通过网络实现进程间的通信。应用程序可以通过网络共享内存进行消息传送，实现分布式计算机。 2. 负载均衡(Load Balance)：先得从集群讲起，集群就是一组连在一起的计算机，从外部看它是一个系统，各节点可以是不同的操作系统或不同硬件构成的计算机。如一个提供Web服务的集群，对外界来看是一个大Web服务器。不过集群的节点也可以单独提供服务。 3. 特点：在现有网络结构之上，负载均衡提供了一种廉价有效的方法扩展服务器带宽和增加吞吐量，加强网络数据处理能力，提高网络的灵活性和可用性。集群系统(Cluster)主要解决下面几个问题： 高可靠性（HA）：利用集群管理软件，当主服务器故障时，备份服务器能够自动接管主服务器的工作，并及时切换过去，以实现对用户的不间断服务。 高性能计算（HP）：即充分利用集群中的每一台计算机的资源，实现复杂运算的并行处理，通常用于科学计算领域，比如基因分析，化学分析等。 负载平衡：即把负载压力根据某种算法合理分配到集群中的每一台计算机上，以减轻主服务器的压力，降低对主服务器的硬件和软件要求。 目前比较常用的负载均衡技术主要有： 1. 基于DNS的负载均衡 通过DNS服务中的随机名字解析来实现负载均衡，在DNS服务器中，可以为多个不同的地址配置同一个名字，而最终查询这个名字的客户机将在解析这个名字时得到其中一个地址。因此，对于同一个名字，不同的客户机会得到不同的地址，他们也就访问不同地址上的Web服务器，从而达到负载均衡的目的。 2. 反向代理负载均衡（如Apache+JK2+Tomcat这种组合） 使用代理服务器可以将请求转发给内部的Web服务器，让代理服务器将请求均匀地转发给多台内部Web服务器之一上，从而达到负载均衡的目的。这种代理方式与普通的代理方式有所不同，标准代理方式是客户使用代理访问多个外部Web服务器，而这种代理方式是多个客户使用它访问内部Web服务器，因此也被称为反向代理模式。 3. 基于NAT（Network Address Translation）的负载均衡技术（如Linux Virtual Server，简称LVS）
LVS+keepalived负载均衡(FULLNAT模式)
LVS FULLNAT 模式安装 By 清风徐来 605612253@https://www.360docs.net/doc/8f1283397.html,
1 部署规划
依照淘宝开源的 FULLNAT 模式 LVS，规划使用版本信息： Linux 内核：2.6.32-220.23.1.el6 LVS 版本：version 1.2.1 Keepalived 版本：v1.2.2 序号 主机 IP 域名 作用 备注 1 10.142.67.121 TEST-DEV-121 Master 编译内核+LVS+keepalived 2 10.142.67.122 TEST-DEV-122 Backup 编译内核+LVS+keepalived 3 10.142.78.74 TEST-BDD-074 Hiveserver2 编译内核+hiveserver2 4 10.142.78.76 TEST-BDD-076 Hiveserver2 编译内核+hiveserver2
2 LVS 安装
2.1 内核编译
内核编译需要在 master 和 backup 节点都执行，以下以 master 节点为例 安装脚本：
compilekerna-LVSmaster.sh
由于不能上外网，所以提前把对应的安装包下好 下载的暂时放在家目录 [op@TEST-DEV-121 ~]$ ls compilekerna-LVSmaster.sh kernel-2.6.32-220.23.1.el6.src.rpm Lvs-fullnat-synproxy.tar.gz 安装 此处由于是编译内核，使用 root 用户来执行，以免遇到各种权限问题 [op@TEST-DEV-121 ~]$ sudo chmod +x compilekerna-LVSmaster.sh
时间片轮转进程调度模拟算法的实现
武汉理工大学华夏学院课程设计报告书 课程名称：操作系统原理 题目：时间片轮转进程调度模拟算法的实现系名：信息工程系 专业班级：计算机1132班 姓名：李杰 学号： 10210413209 指导教师: 司晓梅 2015年 6 月 26日
武汉理工大学华夏学院信息工程系 课程设计任务书 课程名称：操作系统原理课程设计指导教师：司晓梅 班级名称：计算机1131-2 开课系、教研室：自动化与计算机 一、课程设计目的与任务 操作系统课程设计是《操作系统原理》课程的后续实践课程，旨在通过一周的实践训练， 加深学生对理论课程中操作系统概念，原理和方法的理解，加强学生综合运用操作系统原理、 Linux系统、C语言程序设计技术进行实际问题处理的能力，进一步提高学生进行分析问题 和解决问题的能力，包含系统分析、系统设计、系统实现和系统测试的能力。 学生将在指导老师的指导下，完成从需求分析，系统设计，编码到测试的全过程。 二、课程设计的内容与基本要求 1、课程设计题目 时间片轮转进程调度模拟算法的实现 2、课程设计内容 用c/c++语言实现时间片轮转的进程调度模拟算法。要求： 1．至少要有5个以上进程 2．进程被调度占有CPU后，打印出该进程正在运行的相关信息 提示: 时间片轮转调度算法中，进程调度程序总是选择就绪队列中的第一个进程，也就是说按照先来先服务原则调度，但一旦进程占用处理机则仅使用一个时间片。在使用完一个时间片后，进程还没有完成其运行，它必须释放出处理机给下一个就绪的进程，而被抢占的进程返回到就绪队列的末尾重新排队等待再次运行。 1）进程运行时，只打印出相关提示信息，同时将它已经运行的时间片加1就可以了。 2）为进程设计出PCB结构。PCB结构所包含的内容，有进程名、进程所需运行时间、已运行时间和进程的状态以及指针的信息等。 3、设计报告撰写格式要求： 1设计题目与要求 2 设计思想 3系统结构 4 数据结构的说明和模块的算法流程图 5 使用说明书（即用户手册）：内容包含如何登录、退出、读、写等操作说明 6 运行结果和结果分析（其中包括实验的检查结果、程序的运行情况）