IPVS代碼閱讀筆記（三）：調度演算法

文章目錄

• 1、ip_vs_scheduler結構
• 2、調度演算法
• 3、動態反饋演算法

調度演算法就是，當新串連到來時，負載平衡器如何選擇真實伺服器的一種演算法。它是負載平衡器的重要組成部分。IPVS中實現的負載平衡演算法主要有輪詢-rr、加權輪詢-wrr、最少串連-lc、加權最少串連-wlc。1、ip_vs_scheduler結構

/*  *    The scheduler object  */ struct ip_vs_scheduler {     struct list_head    n_list;        /* d-linked list head */     char            *name;        /* scheduler name */     atomic_t        refcnt;        /* reference counter */     struct module        *module;    /* THIS_MODULE/NULL */     /* scheduler initializing service */     int (*init_service)(struct ip_vs_service *svc);     /* scheduling service finish */     int (*done_service)(struct ip_vs_service *svc);     /* scheduler updating service */     int (*update_service)(struct ip_vs_service *svc);     /* selecting a server from the given service */     struct ip_vs_dest* (*schedule)(struct ip_vs_service *svc,                  const struct sk_buff *skb); };

這裡主要看四個函數指標。

init_service函數是與ip_vs_service對象綁定時調用的，利用ip_vs_service對象的一些資料對ip_vs_scheduler對象進行初始化。

done_service函數正好與init_service相反，它是在與ip_vs_service對象解除綁定時調用的，釋放初始化時申請的記憶體等資源。

update_service函數是當ip_vs_service對象更新時調用，例如dest的增加/刪除/修改，都會調用update_service函數。

這三個函數一般都是維護ip_vs_service對象的sched_data屬性，其中包含了每個dest的資訊。各種調度演算法中，維護
sched_data的方式是不同的。如rr演算法中，ip_vs_rr_scheduler將ip_vs_service對象的destinations
鏈表中的某個節點作為其sched_data，以註明當前輪詢到哪台dest了。而甚至在lc演算法中，其sched_data是空的。

schedule函數是最重要的，它根據輸入的資料包（sk_buff結構，包含了資料包的源地址等所有資訊），選擇一台dest，返回一個ip_vs_dest對象。

2、調度演算法2.1、RR

其對應的ip_vs_scheduler對象為ip_vs_rr_scheduler。它的sched_data指向ip_vs_service對象的某個dest，schedule函數僅僅是在dest鏈表找到下一個可用的dest對象。

2.2、WRR

其sched_data為一個結構體：

/*  * current destination pointer for weighted round-robin scheduling  */ struct ip_vs_wrr_mark {     struct list_head *cl;    /* current list head */     int cw;            /* current weight */     int mw;            /* maximum weight */     int di;            /* decreasing interval */ };

cl為當前的dest節點，cw為當前權重（注意並不是指cl的權重），mw為最大權重，di為所有權重值的最大公約數。

設S1、S2、S3為三個dest節點。為了描述簡單，假設di為1。其輪詢過程中，一輪下來總共經曆了W1+W2+W3次調度，其中S1被調度W1次，S2被調度W2次，S3被調度W3次。假設W1=3，W2=W3=1，

S1	S2	S3	cw	cl
			0	HEAD
		S3	3	S3
		S3	2	S3
S1			1	S1
	S2		1	S2
		S3	1	S3

先將cw設定成MAX(W)，然後從dest鏈表中找到權重不小於cw的節點，並依次返回。將cw減1，然後再遍曆dest鏈表，返回權重不小於cw的節點。直到cw為0，一輪調度結束。

2.3、LC和WLC

其sched_data均為NULL。

LC演算法遍曆dest鏈表，找到串連數最少的節點，並返回。串連數的計算公式：dest->activeconns*256 + dest->inactconns。

WLC演算法和LC演算法基本一樣，只是計算公式不同：(dest overhead) / dest->weight

3、動態反饋演算法

 

這是一種基於真實伺服器載荷查詢的反饋調度演算法，根據真實載荷動態調整權重比例。這需要IPVS和其他監控程式配合使用。