本文介绍了Linux下的cluster软件LVSlinux 集群软件，并举例介绍一个Linux下的cluster(集群)的安装和实现的详尽过程。。
在各类网路服务普遍应用的明天，随网路速率的提升以及用户的降低，在一些忙碌的场合，单凭一台机器早已未能能够应付所有的网路恳求了。为了解决这个问题，许多用户就采用一组cluster(集群)来取代单一的机器。cluster可以将多台计算机联接上去协同运作以对外提供各类服务，例如Apache、FTP、Mail等。
在Linux上最常见的、也可能是运用最广泛的cluster方案就是LVS(LinuxVirtual
Server)，很高兴LVS也是一个中国人创建和开发的开放源码项目。LVS自1998年开始，发展到如今早已是一个比较成熟的技术项目了。有许多比较知名网站和组织都在使用LVS架设的cluster，例如：、、等。
下边就开始介绍一下，笔者是怎样借助LVS来架设一组cluster来对外提供Apache和FTP服务的。
安装操作系统
笔者选用的是RedHat9.0作为些cluster的director机器和所有realserver机器的操作系统。RH的安装过程从略，笔者按照实际须要linux获取当前时间，只安装了少数的包。对于成批安装Linux，建议试试Kickstart来步入批理安装。
编译支持LVS的内核
LVS对Linux的kernel进行了更改和降低，所以要重新编译linuxkernel。我们先从下载到LVS的内核补丁，对原有内核源代码进行更新，之后重新编译Linux的kernel。
下载LVS的内核补丁时要注意补丁版本要和kernel版本相一致，对于RH9.0，它的Linux核心版本是2.4.20，所以对应内核补丁应当是
另外还有一个补丁是拿来解决个别情况下ARP合同不能正常工作问题的，从~ja/hidden-2.4.20pre10-1.diff下载。
把里面下载的两个补丁复制到/usr/src目录下，之后执行以下命令：
cd/usr/src
gzip-cdlinux-2.4.20-ipvs-1.0.9.patch.gz
cd/usr/src/linux
patch-p1＜../linux-2.4.20-ipvs-1.0.9.patch
patch-p1＜../hidden-2.4.20pre10-1.diff
makemrproper
makemenuconfig
执行makemenuconfig时嵌入式linux驱动程序设计从入门到精通，我们将步入一个图形化的界面，在其中可以对LinuxKernel进行详尽设置。与LVS相关的kernel选项都在“Networkingoptions”中，步入“Networkingoptions”，可以查看到“IP:VirtualServerConfiguration”选项，将其它所有的子选项都选上：
＜M＞virtualserversupport(EXPERIMENTAL)
[*]IPvirtualserverdebugging
(12)IPVSconnectiontablesize(theNthpowerof2)
—IPVSscheduler
＜M＞round-robinscheduling
＜M＞weightedround-robinscheduling
＜M＞least-connectionschedulingscheduling
＜M＞weightedleast-connectionscheduling
＜M＞locality-basedleast-connectionscheduling
＜M＞locality-basedleast-connectionwithreplicationscheduling
＜M＞destinationhashingscheduling
＜M＞sourcehashingscheduling
＜M＞shortestexpecteddelayscheduling
＜M＞neverqueuescheduling
—IPVSapplicationhelper
＜M＞FTPprotocolhelper
另外，“Networkingoptions”中的“IP:NetfilterConfiguration”中的选项的所有子项，不仅以下两项不要选之外，其它全可以选：
＜＞ipchains(2.2-style)support
＜＞ipfwadm(2.0-style)support
还有，“Networkingoptions”中还有一些关于网路的选项，要注意按自己的须要去选择：
＜*＞Packetsocket
[]Packetsocket:mmappedIO
＜*＞Netlinkdeviceemulation
[*]Networkpacketfiltering(replacesipchains)
[*]Networkpacketfilteringdebugging
[*]SocketFiltering
＜*＞Unixdomainsockets
[*]TCP/IPnetworking
[*]IP:multicasting
[*]IP:advancedrouter
[*]IP:policyrouting
[]IP:usenetfilterMARKvalueasroutingkey
[]IP:fastnetworkaddresstranslation
＜M＞IP:tunneling
对于kernel的其它选项，你可以按照须要进行选择。kernel的配置是一项很须要经验、细心和耐心的工作，不当的配置可能会造成编译过程中出现错误或则是新的kernel不能驱动原有的设备等问题。
退出保存，之后继续执行以下命令：
makedep
makeclean
makebzImage
makemodules
makemodules_install
以上各步可能须要一点时间，假如出错请重新检测你的kernel配置，假如没有出现任何错误就继续执行以下命令：
depmod-a
cparch/i386/boot/bzImage/boot/vmlinuz-lvs
cpSystem.map/boot/System.map-lvs
cd/boot
rmSystem.map
ln-sSystem.map-lvsSystem.map
之后更改你的lilo.conf使用新的kernel启动，例如在lilo.conf中以降低下几行以降低关于新的支持LVS的kernel的启动项：
image=/boot/vmlinuz-lvs
label=lvs
read-only
root=/dev/sda1
注：假如使用Grub做启动引导程序的，请自行做对应的更改，以降低关于新的支持LVS的kernel的启动项。
重新启动Linux，选择lvs项步入Linux。
安装ipvsadm
假如正常启动了，就开始安装IP虚拟服务器软件ipvsadm。由于我们用的是RH，所以我们直接下载RPM包进行安装。RPM包从以下地址下载：
用以下命令来安装ipvsadm:
rpmbuild--rebuildipvsadm-1.21-7.src.rpm
rpm-ivh/usr/src/redhat/RPMS/i386/ipvsadm-1.21-7.i386.rpm
至此，LVS的安装算是完成了一半。就是说，如今的Linux早已具备了实现LVS的能力了，接出来的问题就是假如使用LVS来建立一组cluster了。要想实现一组cluster，我们就要使用ipvsadm工具进行配置，而在我们开始使用ipvsadm进行配置之前，我们须要了解一些基本的LVS的知识，非常是以下三个要点：LVS的结构、LVS的三种包转发形式、LVS的八种调度算法。只有了解了这种知识之后，我们就能理该怎么使用ipvsadm来进行配置。下边简单介绍LVS的这三个要点：
1.LVS的结构
LVS形式的cluster从结构上可分为两部份：后端的负载均衡器(称之为director)和前端的真实服务器(称之为realserver)。cluster后端的director将来自外界的恳求调度到cluster前端不同的realserver去执行。realserver负责真正的提供各类应用服务，例如：Web、FTP、Mail等服务。realserver的数目可以按照实际需求进行降低、减少。
2.LVS的三种包转发形式
LVS提供了三种包转发形式：NAT(网路地址映射)、IPTunneling(IP隧洞)、DirectRouting(直接路由)。不同的转发模式决定了不同的cluster的网路结构，下边对三种转发形式分别介始：
NAT(网路地址映射)
NAT方法可支持任何的操作系统，以及私有网路，但是只需一个InternetIP地址，并且整个系统的性能遭到限制。由于执行NAT每次须要重画包，有一定的延后；另外，大部份应用有80%的数据是从服务器流向顾客机，也就是用户的恳求十分短，而服务器的回应特别大，对负载均衡器产生很大压力，成为了新的困局。
IPTunneling(IP隧洞)
director分配恳求到不同的realserver。realserver处理恳求后直接回应给用户，这样director负载均衡器仅处理顾客机与服务器的一半联接。IPTunneling技术极大地提升了director的调度处理能力，同时也极大地增强了系统能容纳的最大节点数，可以超过100个节点。realserver可以在任何LAN或WAN上运行，这意味着容许地理上的分布，这在灾难恢复中有重要意义。服务器必须拥有即将的IP地址用于与顾客机直接通讯，而且所有服务器必须支持IP隧洞合同。
DirectRouting(直接路由)
与IPTunneling类似，负载均衡器仅处理一半的联接，防止了新的性能困局，同样降低了系统的可伸缩性。DirectRouting与IPTunneling相比，没有IP封装的开支，但因为采用数学层（更改MAC地址）技术，所有服务器都必须在一个化学网关。
3.LVS的八种调度算法
LVS已实现了以下八种调度算法：
1.轮叫调度（Round-RobinScheduling）
2.加权轮叫调度（WeightedRound-RobinScheduling）
3.最小连接调度（Least-ConnectionScheduling）
4.加权最小连接调度（WeightedLeast-ConnectionScheduling）
5.基于局部性的最少链接（Locality-BasedLeastConnectionsScheduling）
6.带复制的基于局部性最少链接（Locality-BasedLeastConnectionswithReplicationScheduling）
7.目标地址散列调度（DestinationHashingScheduling）
8.源地址散列调度（SourceHashingScheduling）
注：假如想了解关于以上几点的技术细节，LVS的主页查询。LVS的主页是：
了解了LVS的三个要点以后，接出来我们来配置一个采用DirectRouting包转发形式、加权最小连接调度算法的cluster。
我们晓得DirectRouting包转发方法是通过改写恳求报文的MAC地址，将恳求发送到realserver。前台的director机器只须要接收和调度外界的恳求，而不须要负责返回那些恳求的反馈结果。director机器和realserver都有一块网卡连在同一化学网关上。所以我们给出以下的网路拓扑图：
director机器上须要进行如下配置：
设置好本机的IP：192.168.2.1
之后执行以下命令：
ifconfiglo:0192.168.2.254netmask255.255.255.255broadcast
192.168.2.254up
routeadd-host192.168.2.254devlo:0
echo1＞/proc/sys/net/ipv4/ip_forward
echo1＞/proc/sys/net/ipv4/conf/all/hidden
ipvsadm-C
ipvsadm-A-t192.168.2.254:80-swlc
ipvsadm-a-t192.168.2.254:80-r192.168.2.2-g
ipvsadm-a-t192.168.2.254:80-r192.168.2.3-g
……
ipvsadm-A-t192.168.2.254:21-swlc
ipvsadm-a-t192.168.2.254:21-r192.168.2.2-g
ipvsadm-a-t192.168.2.254:21-r192.168.2.3-g
……
realserver机器上须要进行如下配置：
对于第一台realserver(RS1)，设置好本机的IP：192.168.2.2之后执行以下命令：
ifconfiglo:0192.168.2.254netmask255.255.255.255broadcast
192.168.2.254up
routeadd-host192.168.2.254devlo:0
对于其它realserver：RS2、RS3、RS4……，做相类的设定。
完成以上设置后，所有对192.168.2.254的80端口的访问就会通过director机器分配到旁边的realserver起来，而realserver的处理后结果将直接反馈给顾客。至此，我们完成了一个cluster的反例。通过这个反例，相信您也可以轻松地借助Linux架设起一组cluster来。虽然在cluster架设到这儿以后，还并不能达到即将应用的要求，实际应用中还有一些问题须要解决，例如要安装监视软件，监视集群的运作，要能及时发觉realserver的故障并对应调整realserver的列表。还有后台realserver节点的数据一致性等问题。那些在一些商用的cluster软件产品中就得到了挺好的解决linux 集群软件，而网路也有一些非商用的软件，例如mon就是这样的系统资源监控程序，可以监控网路服务可用性、服务器问题等，最重要的是mon提供了一个框架，用户可以自行定义和扩充。那些内容请参阅其它文章。
