Linux負載平衡軟體LVS簡介

一、 LVS簡介

LVS是Linux Virtual Server的簡稱，也就是Linux虛擬伺服器, 是一個由章文嵩博士發起的自由軟體項目，它的官方網站是www.linuxvirtualserver.org。現在LVS已經是 Linux標準核心的一部分，在Linux2.4核心以前，使用LVS時必須要重新編譯核心以支援LVS功能模組，但是從Linux2.4核心以後，已經完全內建了LVS的各個功能模組，無需給核心打任何補丁，可以直接使用LVS提供的各種功能。

使用LVS技術要達到的目標是：通過LVS提供的負載平衡技術和Linux作業系統實現一個高效能、高可用的伺服器叢集，它具有良好可靠性、可擴充性和可操作性。從而以低廉的成本實現最優的服務效能。

LVS自從1998年開始，發展到現在已經是一個比較成熟的技術項目了。可以利用LVS技術實現高可伸縮的、高可用的網路服務，例如WWW服務、Cache服務、DNS服務、FTP服務、MAIL服務、視頻/音頻點播服務等等，有許多比較著名網站和組織都在使用LVS架設的叢集系統，例如：Linux的門戶網站（www.linux.com）、向RealPlayer提供音頻視頻服務而聞名的Real公司（www.real.com）、全球最大的開源網站（sourceforge.net）等。

二、 LVS體繫結構

使用LVS架設的伺服器叢集系統有三個部分組成：最前端的負載平衡層，用Load Balancer表示，中間的伺服器群組層，用Server Array表示，最底端的資料共用儲存層，用Shared Storage表示，在使用者看來，所有的內部應用都是透明的，使用者只是在使用一個虛擬伺服器提供的高效能服務。

LVS體繫結構如圖1所示：

圖1 LVS的體繫結構

下面對LVS的各個組成部分進行詳細介紹：

Load Balancer層：位於整個叢集系統的最前端，有一台或者多台負載調度器（Director Server）組成，LVS模組就安裝在Director Server上，而Director的主要作用類似於一個路由器，它含有完成LVS功能所設定的路由表，通過這些路由表把使用者的請求分發給Server Array層的應用伺服器（Real Server）上。同時，在Director Server上還要安裝對Real Server服務的監控模組Ldirectord，此模組用於監測各個Real Server服務的健康情況。在Real Server不可用時把它從LVS路由表中剔除，恢複時重新加入。

Server Array層：由一組實際運行應用服務的機器組成，Real Server可以是WEB伺服器、MAIL伺服器、FTP伺服器、DNS伺服器、視頻伺服器中的一個或者多個，每個Real Server之間通過高速的LAN或分布在各地的WAN相串連。在實際的應用中，Director Server也可以同時兼任Real Server的角色。

Shared Storage層：是為所有Real Server提供共用儲存空間和內容一致性的儲存地區，在物理上，一般有磁碟陣列裝置群組成，為了提供內容的一致性，一般可以通過NFS網路檔案系統共用資料，但是NFS在繁忙的業務系統中，效能並不是很好，此時可以採用叢集檔案系統，例如Red hat的GFS檔案系統，oracle提供的OCFS2檔案系統等。

從整個LVS結構可以看出，Director Server是整個LVS的核心，目前，用於Director Server的作業系統只能是Linux和FreeBSD，linux2.6核心不用任何設定就可以支援LVS功能，而FreeBSD作為Director Server的應用還不是很多，效能也不是很好。

對於Real Server，幾乎可以是所有的系統平台，Linux、windows、Solaris、AIX、BSD系列都能很好的支援。