基于Linux负载均衡系统的研究与实现

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1、摘要摘要随着Intemet的飞速发展，各种网络服务的流量呈爆炸式的增长，尤其是www、FTP、E．mail等网络服务。同时，网络用户数量迅猛增长，希望获得不问断的高质量的网络服务。因此，需要建立能够提供高性能、高可用性、高可扩展性的网络环境。然而，仅仅通过升级服务器的硬件是权宜之计，不仅要高额成本的投入，即使性能再优越的设备也不能满足不断增长的业务需求。因此要解决这样的问题，就非常有必要从体系结构入手，而不是简单的服务器硬件的升级。将负载均衡技术运用到集群技术当中是一种很好的解决方案。Linux虚拟

2、服务器(LinuxVirtualServer’简称LVS)是基于Linux上构建的负载均衡集群系统，其体系结构设计合理，代码组织得当，提供了一个实现可伸缩网络服务的Linux负载均衡系统的框架，为研究与开发性能更加完善的负载均衡系统提供了平台。本文通过深入了解LVS的体系结构，分析IPVS的源代码，提出了当前LVS面临的几个问题：基于连接的调度，轮叫调度算法和最小连接调度算法的缺陷，负载均衡器的单点瓶颈。并提出了相应的解决方案。本文针对这些问题在LVS平台基础上设计了基于Agent的负载均衡系统。该

3、系统利用软件Agent的自治性、智能性、反应性、协作性、面向目标性等特性，将Agent运用于在各个真实服务器之间轮流传递负载信息，并将汇总负载信息发送给负载均衡器，大大减小了负载均衡器的负荷，降低了负载均衡器单点瓶颈故障发生率。同时，系统中引入服务器综合负载、动态反馈负载信息、监控守护进程等杌制。在系统工作过程中，根据各个真实服务器的实际综合负载，使得整个系统的负载真正的实现了“均”衡。文章详细介绍了该系统的设计原理，并阐述了在LVS系统基础上的实现方法。最后通过实验测试，对轮叫调度算法、最小连接调

4、度算法和基于Agent的负载均衡系统进行了比较。实验结果表明，本文所设计实现的基于Agent的负载均衡系统的负载均衡调度性能具有明显的优越性。关键词Linux虚拟服务器：负载均衡；集群：AgentAbstractWiththedevelopmentofIntemetatfuUspeed．thetrafficofdifferentnetworkservicesgrowsexplosively,especiallysuchasWWW：FTP，E-mailandSOon．Atthesametime，the

5、numberofnetworkusersincreasesfast．Theyhopetogetcontinuouslyandhigll-performancenetworkservice．Soweneedtocreateanetworkenvironmentthatcanprovidescalability,availabilityandmanageabilityservices．Howevegitisastopgaptoresolvetheproblembyonlytoupdatehardware

6、．BecausenotonlymuchcostwillbeconsumedbutalsostillCan’tsatisfytherequirementofcontinuouslyrisingtraffic．Therefore，toresolvetheproblem，wemustproceed、vitllthewholesystem’Sarchitecture．insteadofsimplyupdatingtheserver’shardware．Itisaverygoodsolutiontoapply

7、loadbalancingwithclustertechnology．LinuxVirtualServer(LVS)isaloadbalancingclustersystemthatisbasedonLinux．ThearchitectureofLVSisdesignedrationally．ThesourcecodeofalgorithmsIⅣSisorganizedexpediently．LVSprovidesaplatformwimscalablenetworkservicefunctionf

8、orresearchinganddevelopingmoreperfectloadbalancingsystem．Inthepaper,wedeepanalysethearchitectureofLVSandthesourcecodeofIPVS．ThenweputforwardcurrentproblemsofLVS．suchasschedulingbasedonconnection，thelimitationofroundrobinandleastconnecti