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Linux下如何進(jìn)行CPU負(fù)載均衡配置？
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在服務(wù)器運(yùn)作過(guò)程中，負(fù)載均衡是十分重要的一個(gè)概念，特別是在多CPU環(huán)境下。對(duì)于Linux服務(wù)器來(lái)說(shuō)，實(shí)施CPU負(fù)載均衡可以更大化利用服務(wù)器的硬件資源，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能。在本文中，我們將介紹如何在Linux服務(wù)器中進(jìn)行CPU負(fù)載均衡配置。
1. 什么是CPU負(fù)載均衡？
CPU負(fù)載均衡是指在多CPU環(huán)境下，使各CPU的負(fù)載水平相近，確保CPU利用率的更大化。當(dāng)一個(gè)CPU負(fù)載高，而其他CPU負(fù)載低時(shí)，該CPU可能會(huì)出現(xiàn)性能瓶頸甚至系統(tǒng)宕機(jī)的情況。解決這個(gè)問(wèn)題的方法是將負(fù)載均衡到各個(gè)CPU上，使每個(gè)CPU的負(fù)載水平保持相對(duì)平均，從而更大化利用硬件資源，提高系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。
2. Linux中如何實(shí)施CPU負(fù)載均衡？
要實(shí)施CPU負(fù)載均衡，我們需要了解Linux中的幾個(gè)重要概念：
a. 硬件線程（Hyper Thread）
硬件線程是指單個(gè)物理CPU核心上的執(zhí)行單元。一般情況下，每個(gè)CPU核心都有兩個(gè)硬件線程。在Linux系統(tǒng)中，這些硬件線程被稱(chēng)為邏輯CPU。
b. 虛擬中斷（Soft IRQ）
虛擬中斷是由內(nèi)核定時(shí)處理的中斷信號(hào)。在Linux系統(tǒng)中，軟件包括內(nèi)核發(fā)出的中斷請(qǐng)求稱(chēng)為虛擬中斷，一般稱(chēng)為軟中斷。
c. 實(shí)時(shí)優(yōu)先級(jí)調(diào)度（Real-time Priority Scheng，RPS）
RPS是Linux內(nèi)核用于在多隊(duì)列設(shè)備上調(diào)度數(shù)據(jù)包的一種重要技術(shù)。它可以按照不同的CPU核心和硬件線程來(lái)處理數(shù)據(jù)包，確保負(fù)載均衡和系統(tǒng)的高性能。
了解了這些概念后，接下來(lái)我們就可以開(kāi)始實(shí)施CPU負(fù)載均衡了。
3. 實(shí)施CPU負(fù)載均衡的步驟
步驟一：檢查你的系統(tǒng)支持CPU負(fù)載均衡
在Linux系統(tǒng)中，要實(shí)施CPU負(fù)載均衡，首先需要檢查系統(tǒng)是否支持CPU負(fù)載均衡。在終端上輸入以下命令可以查看系統(tǒng)是否支持RPS：
cat /sys/class/net/eth0/queues/rx-0/rps_cpus
如果返回值為0，說(shuō)明系統(tǒng)不支持CPU負(fù)載均衡，需要進(jìn)行一些配置。如果返回值為非0，說(shuō)明系統(tǒng)已經(jīng)支持CPU負(fù)載均衡。
步驟二：配置CPU負(fù)載均衡
在Linux系統(tǒng)中，要配置CPU負(fù)載均衡，有兩種方法：實(shí)時(shí)優(yōu)先級(jí)調(diào)度（RPS）和實(shí)時(shí)處理負(fù)載均衡（RFS）。
實(shí)時(shí)優(yōu)先級(jí)調(diào)度（RPS）
RPS是一種重要的技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)多隊(duì)列設(shè)備的數(shù)據(jù)包負(fù)載均衡。在Linux系統(tǒng)中，使用這種方法可以實(shí)現(xiàn)CPU負(fù)載均衡，步驟如下：
1. 打開(kāi)sysctl.conf文件：
sudo vi /etc/sysctl.conf
2. 添加以下內(nèi)容：
net.core.rps_sock_flow_entries = 32768
net.core.rps_sock_flow_timeout = 30
net.core.rps_sock_flow_cnt = 4096
net.core.somaxconn = 4096
net.core.netdev_max_backlog = 65536
3. 保存配置，執(zhí)行以下命令以生效：
sudo sysctl -p
4. 添加以下內(nèi)容到/etc/rc.local文件：
echo 100 > /sys/class/net/eth0/queues/rx-0/rps_flow_cnt
echo ffffffff > /sys/class/net/eth0/queues/rx-0/rps_cpus
5. 重啟系統(tǒng)以應(yīng)用新配置。
實(shí)時(shí)處理負(fù)載均衡（RFS）
RFS是一種在多個(gè)隊(duì)列（NIC）之間負(fù)載均衡的技術(shù)。使用這種方法可以實(shí)現(xiàn)CPU負(fù)載均衡，步驟如下：
1. 打開(kāi)sysctl.conf文件：
sudo vi /etc/sysctl.conf
2. 添加以下內(nèi)容：
net.core.rmem_max = 16777216
net.core.wmem_max = 16777216
net.core.netdev_max_backlog = 2500
net.core.message_cost = 5
net.ipv4.tcp_rmem = 8192 87380 16777216
net.ipv4.tcp_wmem = 8192 65536 16777216
net.ipv4.tcp_low_latency = 1
net.ipv4.tcp_no_metrics_save = 1
net.ipv4.conf.all.rp_filter = 1
net.ipv4.conf.default.rp_filter = 1
net.ipv4.conf.eth0.rp_filter = 1
net.core.dev_weight = 64
net.core.somaxconn = 4096
net.ipv4.neigh.default.gc_thresh3 = 4096
net.ipv4.neigh.default.gc_thresh2 = 2023
net.ipv4.neigh.default.gc_thresh1 = 1024
net.ipv4.neigh.default.gc_interval = 60
net.ipv4.neigh.default.gc_stale_time = 60
3. 保存配置，執(zhí)行以下命令以生效：
sudo sysctl -p
4. 設(shè)置RFS：
echo pid > /sys/class/net/eth0/queue/rx-0/rps_cpus
echo 1024 > /sys/class/net/eth0/queues/rx-0/rps_flow_cnt
echo 32768 > /proc/sys/net/core/rps_sock_flow_entries
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_rfc1337
以上就是在Linux中實(shí)施CPU負(fù)載均衡的兩種方法。根據(jù)你自己的需求和服務(wù)器環(huán)境選擇合適的方法實(shí)施即可。
4. 結(jié)論
CPU負(fù)載均衡是Linux系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)更大硬件資源利用和系統(tǒng)高穩(wěn)定性的一種重要技術(shù)。在多CPU環(huán)境下，實(shí)施CPU負(fù)載均衡將十分必要。根據(jù)需要，我們可以使用RPS或RFS來(lái)實(shí)現(xiàn)CPU負(fù)載均衡，這兩種方法的選擇取決于你的服務(wù)器環(huán)境和需求。
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IPVSADM+KEEPALIVED+真實(shí)主機(jī)配置好后，任何服務(wù)都是可以負(fù)載的，你不唯腔要把負(fù)載僅僅理解在了扮慎WEB服務(wù)上了，其實(shí)配置都是一樣的，配置好了之后，所有負(fù)載都是可以廳山敬的，沒(méi)有區(qū)別。
建議你去LVS官網(wǎng)看一下相關(guān)資料。
baidu 啊。
mysql 也支持負(fù)載均衡……
兩個(gè)服務(wù)器互為鏡像各跑各自的 mysql 服務(wù)就行了。
印象里 web 目錄也可以自動(dòng)實(shí)時(shí)鏡嫌明像同步。
不過(guò)怎么搞就不要問(wèn)我了，RedHat 的高級(jí)版本系統(tǒng)就賀櫻指著這個(gè)設(shè)置服務(wù)掙錢(qián)呢……
或者如果數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)量不大的話，找一臺(tái)計(jì)算機(jī)單獨(dú)跑 mysql ，讓兩個(gè)服務(wù)器遠(yuǎn)程連接芹拍告到這個(gè)服務(wù)器就行了，當(dāng)然也可以其中一臺(tái)跑服務(wù)器，另外一臺(tái)鏈接過(guò)來(lái)。
反正不要直接讓兩個(gè)服務(wù)器程序打開(kāi)一個(gè)庫(kù)文件就行了。這樣貌似容易出問(wèn)題。freenas 貌似就是這個(gè)思路吧？mysql 服務(wù)器隨便找個(gè) Linux/windows/freebsd 就能跑的。
mysql 庫(kù)文件隨便放什么地方都可以，只要能訪問(wèn)到，放在別的服務(wù)器上的 mysql 庫(kù)文件，一般要用 NFS 或者 iSCSI 方式掛載到本地目錄上的，這么訪問(wèn)對(duì)于程序來(lái)說(shuō)和本地訪問(wèn)沒(méi)區(qū)別。當(dāng)然網(wǎng)上鄰居也可以，不過(guò)不能保證性能。
另外,站長(zhǎng)團(tuán)上有產(chǎn)品團(tuán)購(gòu),便宜有保證
如何運(yùn)用lr工具對(duì)linux服務(wù)器做負(fù)載均衡測(cè)試
LVS的全稱(chēng)Linux vitual system,
LVS工作在一臺(tái)server上提供Directory(負(fù)載均衡器)的功能，本身并不提供服務(wù)，只是把特定的請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給對(duì)應(yīng)的realserver(真正提供服務(wù)的主機(jī))，從而實(shí)現(xiàn)集群環(huán)境中的負(fù)載均衡。
LVS的核心組件ipvs工作在kernel中，是真正的用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)定義的集群轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則把客戶端的請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到特定的realserver。而另一個(gè)組件ipvsadm是工作在用戶空間的一個(gè)讓用戶定義ipvs規(guī)則的工具。故我們只要在server上裝了ipvsadm軟件包就可以定義ipvs規(guī)則，而在linux kernel的2.6版本之后kernel是直接支持ipvs的。
lvs 三種模型 （逗態(tài)NAT DR TUN）
NAT 的架構(gòu)的特點(diǎn)
工作原理：基于NAT機(jī)制實(shí)現(xiàn)。當(dāng)用戶請(qǐng)求到達(dá)director之后，director將請(qǐng)求報(bào)文的目標(biāo)地址（即VIP）改成選定的realserver地址，同時(shí)將報(bào)文的目標(biāo)端口也改成選定的realserver的相應(yīng)端口，最后將報(bào)文請(qǐng)求發(fā)送到指定的realserver。在服務(wù)器端得到數(shù)據(jù)后，realserver將數(shù)據(jù)返給director，而director將報(bào)文的源地址和源端口改成VIP和相應(yīng)端口，然后把數(shù)據(jù)發(fā)送給用戶，完成整個(gè)負(fù)載調(diào)度過(guò)程山模源。
特點(diǎn)：
1，所有的realserver和director要在同一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)
2，RIP是私有地址，僅用于集群節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行通信
3，director同時(shí)處理請(qǐng)求和應(yīng)答數(shù)據(jù)包
4，realserver的網(wǎng)關(guān)要指向DIP
5，可以實(shí)現(xiàn)端口映射
6，readlserver可以是任意操作系統(tǒng)
7，director很可能成為系統(tǒng)性能瓶頸
TUN架構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)
工作原理：這種方法通過(guò)ip隧道技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬服務(wù)器。當(dāng)用戶請(qǐng)求到達(dá)director之后，director將請(qǐng)求報(bào)文的目標(biāo)地址（即VIP）改成選定的realserver地址.然后，調(diào)度器采用ip隧道技術(shù)將用戶請(qǐng)求發(fā)送到某個(gè)realserver，而這個(gè)realserver將直接相應(yīng)用戶的請(qǐng)求，不再經(jīng)過(guò)director。此外，對(duì)realserver的地域位置沒(méi)有要求。和director在不在同一網(wǎng)段都可以。
特點(diǎn)：碼碼
1，realserver和director可以不在一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)中，可以跨越互聯(lián)網(wǎng)
2，RIP一定不能是私有地址（因?yàn)橐玫剿淼纻鬏敚?/p>
3，director僅處理入站請(qǐng)求
4，realserver的網(wǎng)關(guān)不能指向DIP
5，不支持端口映射
6，支持ip隧道功能的操作系統(tǒng)才能作為realserver
DR架構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)（生產(chǎn)環(huán)境用的最多）
工作原理：基于直接路由來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)用戶請(qǐng)求到達(dá)director之后，director將請(qǐng)求報(bào)文的目標(biāo)地址（即VIP）改成選定的realserver地址，還要改寫(xiě)請(qǐng)求報(bào)文的mac地址，將請(qǐng)求發(fā)送到指定mac的realserver，而realserver將響應(yīng)直接返回給客戶端，不經(jīng)過(guò)director。這個(gè)方式是三種調(diào)度中性能更好的，也是我們生產(chǎn)環(huán)境中使用最多的。
特點(diǎn)：
1，集群節(jié)點(diǎn)和director必須在一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)內(nèi)
2，RIP可以使用公網(wǎng)地址或私有地址
3，director僅處理入站請(qǐng)求
4，集群節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)不指向director，故出站不經(jīng)過(guò)director
5，不支持端口映射
6，大多數(shù)操作系統(tǒng)可以作為realserver，要支持隔離arp廣播
7，director服務(wù)器的壓力比較小
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