2009年在系统架构师大会上讲的

1. 使用LVS集群架设高可
扩展的网络服务
章文嵩
LVS开源项目
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2. 议程
 引言
 LVS集群技术
 使用LVS架设可扩展的网络服务
 LVS用户和评价
 LVS硬件平台
 小结
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3. Internet
 Internet的飞速发展
 网络流量迅猛增长（90年代每年100% 、00到08每年
60~90%、未来4年的CAGR 40%）
 越来越多的关键性业务在网上开展
 很多网站收到前所未有的工作负载
 Google每天处理几亿搜索请求
 Yahoo! 每天收到34亿次的网页访问（2007.10）
 视频分享网站
 社交网络网站等等
 Slashdot / Digg等效应
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4. 架设网络服务的需求
 渐进的可扩展性（Incremental
scalability）
 24x7的可用性（ 24x7 availability）
 可管理性（Manageability）
 价格有效性（Cost-effectiveness）
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5. 可能的解决方案
 单服务升级
 升级过程复杂、成本高、单一故障点
 服务器集群 ---- 架设网络服务的有效结构
 集群系统的冗余性 --- 高可用性
 分而治之 --- 高性能、高吞吐率
 结点数目可以动态调整 --- 高可扩展性
 高性能/价格比
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6. 议程
 引言
 LVS集群技术
 使用LVS架设可扩展的网络服务
 LVS用户和评价
 LVS硬件平台
 小结
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7. Linux Virtual Server
集群项目
 Linux虚拟服务器项目的目标
 提供一个基本的框架，使用一组高性价比的
商品化服务器建立高可扩展的、高可用的网
络服务
 Linux虚拟服务器项目于1998年5月创建
 http://www.LinuxVirtualServer.org/
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8. LVS集群的软件框架
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9. IP Virtual Server
 在Linux内核中实现
 三种IP负载均衡技术
 通过网络地址转换实现虚拟服务器
 通过IP隧道实现虚拟服务器
 通过直接路由实现虚拟服务器
 十种负载调度算法
 支持IPv4和IPv6
IPVS是先进的第四层交换系统
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10. 网络地址转换(NAT)方式
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11. IP隧道方式
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12. 直接路由方式
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13. 负载调度
 内核中的连接调度算法
 Round-Robin Scheduling
 Weighted Round-Robin Scheduling
 Least-Connection Scheduling
 Weighted Least-Connection Scheduling
 Locality-Based Least-Connection Scheduling
 LBLC with Replication Scheduling
 Source Hashing Scheduling
 Destination Hashing Scheduling
 Shortest Expected Delay
 Never Queue
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14. 负载调度
 动态反馈负载均衡算法
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15. 集群调度器的状态同步
 连接状态同步线程（内核线程）
 UDP 多目广播
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16. KTCPVS - 内核中七层交换
 内核线程
 多个可加载的调度模块
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17. 议程
 引言
 LVS集群技术
 使用LVS架设可扩展的网络服务
 LVS用户和评价
 LVS硬件平台
 小结
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18. 通用的负载均衡服务架构
 负载均衡网络服
务的三层架构
 Load balancer
 Server cluster
 Shared storage
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19. 架设模块
 Load balancer
 四层交换, 七层交换
 Server
 HTTP, HTTPS, FTP, SMTP, POP3, IMAP4,
大多数TCP和UDP网络服务
 Shared storage
 数据库、数据库集群系统、网络文件系统、
分布式网络文件系统、 ...
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20. 系统的高可用性
 Server failover
 ping, service detection, etc
 Load balancer failover
 state synchronization
 heartbeat
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21. Web集群
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22. Cache集群
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23. 邮件集群
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24. Media集群
 Real Media
Service
 Windows
Media
Service
 QuicktimeM
edia Service
 Flash Media
Server
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25. Media集群（续）
 小规模的media集群系统
 5~7 media服务器结点
 基于Linux的NAS存储 (CIFS/NFS, 日志文件
系统, 高达几个TBytes存储容量)
 大规模的media集群系统
 10+ media服务器结点
 光纤通道存储
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26. DNS集群
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27. MySQL集群
LVS
Picture taken from MySQL web site
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28. Building SNS using LVS
Scalable Network Service
Global Load Balancing
Cache Cache Cache Cache
Edge Cluster Cluster Cluster Cluster
Web Web Web
Application Cluster Cluster Cluster
Memcached Memcached
Memory Cache
File File
Storage Database Database Storage Storage
Cluster Cluster Cluster Cluster
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29. 议程
 引言
 LVS集群技术
 使用LVS架设可扩展的网络服务
 LVS用户和评价
 LVS硬件平台
 小结
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30. 一些用LVS集群的大型站点
 腾讯、百度、新浪、网易、搜狐、携程、
酷6、优酷等等
 abc.com
 real.com
 sourceforge.net & linux.com
 UK National JANET Web Cache
 empas.com
 EDS.com
 Dell.com
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31. LVS用户的评价
 “ We tried virtually all of the commercial load
balancers, LVS beats them all for reliability, cost,
manageability, you-name-it”
Jerry Glomph Black, Director, Internet & Technical Operations, Real
Networks, Seattle Washington, USA
http://marc.theaimsgroup.com/?1=linux-virtual-server&m=95385809030794&w=2
 “I can say without a doubt that lvs toasts F5/BigIP
solutions, at least in our real world
implementations. I wouldn’t trade a good lvs box for
a Cisco Local Director either”
Drew Streib, Information Architect, VA Linux Systems, USA
http://marc.theaimsgroup.com/?1=linux-virtual-server&m=95385694529750&w=2
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32. 议程
 引言
 LVS集群技术
 使用LVS架设可扩展的网络服务
 LVS用户和评价
 LVS硬件平台
 小结
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33. LVS硬件平台
 任何跑Linux的硬件平台都可以运行LVS
 LVS的负载均衡和报文转发对CPU速度要
求低
 可以用低功耗的硬件平台运行LVS
 Intel ATOM CPU 1.6GHz, 功耗2~3W
 Gigabit Ethernet
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34. LVS硬件平台
1U双机负载均衡器
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35. LVS硬件平台
万兆负载均衡器
 万兆网卡，如Intel 10G Ethernet
Adapter
 基于multi-core
Intel® Xeon处理器的系
统，如2个双核64bit Xeon系统或者四核
Xeon的系统
 多队列（Multiqueue）的支持
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36. 议程
 引言
 LVS集群技术
 使用LVS架设可扩展的网络服务
 LVS用户和评价
 LVS硬件平台
 小结
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37. LVS的特点
 LVS扩展了Linux内核来支持三种负载均衡技术
 十种负载调度算法
 高可扩展性 (可支持高达100个结点)
 高可用性
 支持大多数TCP和UDP网络服务，不需要对客
户端和服务器作代码修改
 IPVS代码已经被收录到官方的 Linux内核2.4和
2.6中
 支持IPv6 (Linux kernel 2.6)
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38. 与其他商品化产品的比较
 更多的IP
负载均衡技术
 多种负载调度算法
 调度器间的状态同步
 一个稳定可靠的代码库，一个很大的用户
群
 稳定性在真实世界的大型应用中得以证明
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39. 行动起来吧！
 组建高可扩展的网络服务是挺复杂的，也
是花费高昂的
 LVS可以使得这项工作变得容易起来
 LVS已经被证明非常稳定，也被越来越多
站点和系统部署
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40. 相关信息
 The Linux Virtual Server Project
(http://www.LinuxVirtualServer.org)
 wensong@linux-vs.org
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41. Q & A
Thanks!
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