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随着Internet在世界各地的迅速普及和飞速发展,网络服务器的负载越来越重。例如越来越多的企业将他们与顾客和业务伙伴之间的联络搬到互联网上;随着Web2.0风潮的涌现,比较热门的Web站点的被访问次数急剧增加等等。许多网络系统因为在开始设计阶段并未预料到日后的网络发展速度和承受能力,由于无法承受日益增长的网络需求最终崩溃,无法提供可伸缩的,可靠的高可用服务来满足用户的需求,或因服务中断而给客户造成不可估量的损失。
通过高性能网络或局域网互联的服务器集群(Server Cluster)已成为实现高可伸缩、高可用网络服务的有效结构,而linux操作系统又以其稳定性和突出的网络性能,使之成为Internet上的主要服务器的操作系统,本文就是在LVS(Linux Virtual Server)的体系结构平台上,尝试性提出了一种新的基于IP层的负载调度方法,能提高集群总的吞吐量,降低集群对网络带宽的占用率,在不改变硬件的前提下,通过一种纯软件的方法,有望解决集群在网络带宽成为瓶颈时的问题。
本文所提出的这种负载调度的方法,是在深刻分析了现有的Linux虚拟服务的负载调度技术上提出的,其实现思路主要基于Linux内核Netfilter框架的TCP迁移技术,通过在恰当的监控点挂载回调函数,对用户请求报文进行监控、调度和处理,在分析了网络底层协议和接口的基础上对该方法进行实现,最后分别采集了前端调度器网卡带宽占用率和集群整体流量两个数据,与原有的直接路由负载调度方法进行对比,从局部和整体两方面对新方法的实际效果进行了论证。
这种新的负载调度方法赋予了后台真实服务器更大的主动性,使其主动在网络上获取报文,而不是被动等待前端调度服务器的分发和调度。这种调度方法进一步减轻了前端调度服务器的任务,在现有的调度技术中调度服务器需要调度并分发报文,在新方法中调度服务器将只负责调度报文。从理论上降低网络带宽占用率,从而进一步提高了服务器集群的吞吐量和性能。本文的研究,具有一定的理论价值。