在Linux中,LVS(Linux Virtual Server,即Linux虚拟服务器)的负载调度算法是LVS实现负载均衡的关键部分。LVS通过这些调度算法,将客户端的请求根据预设的规则分发到后端真实服务器(Real Server)上,以达到提高系统性能和可靠性的目的。LVS的调度算法主要分为静态调度算法和动态调度算法两大类,每类算法都有其特定的应用场景和优缺点。
1. 静态调度算法
静态调度算法主要基于预设的规则或参数来分配请求,而不考虑后端服务器的实际连接情况和负载情况。常见的静态调度算法包括:
- 轮询调度(Round Robin,简称RR)
- 调度器通过“轮询”调度算法将外部请求按顺序轮流分配到集群中的真实服务器上,它均等地对待每一台服务器,而不管服务器上实际的连接数和系统负载。
- 算法实现简单,但只适合于服务器处理性能相差不大的情况。
- 加权轮询调度(Weighted Round Robin,简称WRR)
- 调度器通过“加权轮询”调度算法根据真实服务器的不同处理能力来调度访问请求。
- 调度器会给每台服务器设置一个权值,权值越高的服务器处理的请求越多,从而保证了处理能力强的服务器能处理更多的访问流量。
- 目标地址哈希(Destination Hash,简称DH)
- 根据请求的目标IP地址,作为散列键(HashKey)从静态分配的散列表找出对应的服务器。
- 若该服务器是可用的且未超载,将请求发送到该服务器,否则返回空。
- 源地址哈希(Source Hash,简称SH)
- 根据请求的源IP地址,作为散列键(HashKey)从静态分配的散列表找出对应的服务器。
- 若该服务器是可用的且未超载,将请求发送到该服务器,否则返回空。
2. 动态调度算法
动态调度算法则根据后端真实服务器的实际连接情况和负载情况来分配请求,以达到更好的负载均衡效果。常见的动态调度算法包括:
- 最少连接调度(Least Connections,简称LC)
- 动态地将网络请求调度到已建立的连接数最少的服务器上。
- 如果集群系统的真实服务器具有相近的系统性能,采用最少连接调度算法可以较好地均衡负载。
- 加权最少连接调度(Weighted Least Connections,简称WLC)- 在集群系统中的服务器性能差异较大的情况下,调度器采用“加权最少连接”调度算法优化负载均衡性能。
- 具有较高权值的服务器将承受较大比例的活动连接负载,调度器可以自动问询真实服务器的负载情况,并动态地调整其权值。
- 最短延迟调度(Shortest Expected Delay,简称SED)
- 在WLC基础上改进,Overhead= (ACTIVE+1)*256/加权,不再考虑非活动状态,把当前处于活动状态的数目+1来实现。
- 数目最小的,接受下次请求,+1的目的是为了考虑加权的时候,非活动连接过多缺陷。
- 永不排队/最少队列调度(Never Queue Scheduling,简称NQ)
- 无需队列。如果有台Real Server的连接数=0就直接分配过去,不需要再进行SED运算,保证不会有一个主机很空闲。
- 基于局部性的最少连接调度(Locality-Based Least Connections,简称LBLC)
- 针对请求报文的目标IP地址的负载均衡调度,目前主要用于Cache集群系统。
- 该算法根据请求的目标IP地址找出该目标IP地址最近使用的服务器,若该服务器是可用的且没有超载,将请求发送到该服务器;若服务器不存在,或者该服务器超载且有服务器处于一半的工作负载,则用“最少连接”的原则选出一个可用的服务器,将请求发送到该服务器。
综上所述,LVS的调度算法是实现负载均衡的关键,通过合理选择调度算法,可以显著提高系统的性能和可靠性。在实际应用中,应根据后端服务器的性能、网络状况以及业务需求等因素,综合考虑选择合适的调度算法。