刘勇 中国电信股份有限公司五峰分公司

引言：

视频点播应用规模的增长，用户对网络实时数据服务的要求不断地提高，集群技术的发展正好为此提供了良好的运行平台。利用集群架构的系统，不仅可提供流媒体的服务，对其稍加修改，即可承载其它的服务，具有一定的通用性。笔者认为，负载均衡集群是目前应用最广泛的是集群技术，主要有LVS/NAT、LVS/TUN、LVS/DR等三种配置实现方式：

1. LVS/NAT

Director机器收到外界请求，改写数据包的目标地址，按相应的调度算法将其发送到相应Real Server上，Real Server处理完该请求后，将结果数据包返回到其默认网关，即Director机器上，Director机器再改写数据包的源地址，最后将其返回给外界。这样就完成一次负载调度。

Real Server可以是任何的操作系统，且无需做任何特殊的设定，只需将其默认网关指向Director机器。Real Server可使用局域网的内部IP(192.168.0.0/24)。Director需两块网卡，一块网卡绑定一个外部IP地址 (10.0.0.1)，另一块网卡绑定局域网的内部IP(192.168.0.254)，作为Real Server的默认网关。

可以看出，LVS/NAT方式实现起来最为简单，且Real Server使用的是内部IP，可以节省Real IP的开销。但因执行NAT需要重写流经Director的数据包，在速度上有一定延迟；另外，当用户的请求非常短，而服务器的回应非常大的情况下，会对Director形成很大压力，成为新的瓶颈，从而使整个系统的性能受到限制。

2.LVS/TUN

Director机器收到外界请求，按相应的调度算法将其通过IP隧道发送到相应Real Server，Real Server处理完该请求后，将结果数据包直接返回给客户。至此完成一次负载调度。

LVS/TUN 使用IP Tunneling技术，在Director机器和Real Server机器之间架设一个IP Tunnel，通过IP Tunnel将负载分配到Real Server机器上。Director和Real Server之间的关系比较松散，只要两者能够通过IP Tunnel相连就行。收到负载分配的Real Server机器处理完后会直接将反馈数据送回给客户，而不必通过Director机器。实际应用中，服务器必须拥有正式的IP地址用于与客户机直接通信，并且所有服务器必须支持IP隧道协议。

这样Director就只处理客户机与服务器的一半连接，极大地提高了Director的调度处理能力，使集群系统能容纳更多的节点数。另外TUN方式中的Real Server可以在任何LAN或WAN上运行，这样可以构筑跨地域的集群，其应对灾难的能力也更强，但是服务器需要为IP封装付出一定的资源开销，而且后端的Real Server必须是支持IP Tunneling的操作系统

3.LVS/DR

Director机器收到外界请求，按相应的调度算法将其直接发送到相应Real Server，Real Server处理完该请求后，将结果数据包直接返回给客户，完成一次负载调度。

Real Server和Director都在同一个物理网段中，Director的网卡IP是192.168.0.253，再绑定另一个IP： 192.168.0.254作为对外界的virtual IP，外界客户通过该IP来访问整个集群系统。Real Server在lo上绑定IP：192.168.0.254，同时加入相应的路由。

前台的Director机器也是只需要接收和调度外界的请求，而不需要负责返回这些请求的反馈结果，所以能够负载更多的Real Server，提高Director的调度处理能力，使集群系统容纳更多的Real Server。但LVS/DR需要改写请求报文的MAC地址，所以所有服务器必须在同一物理网段内。

4 结束语

如何提供高效的并且可扩展的流媒体服务已经成为当前网络多媒体应用研究的热点。本文提出采用LVS负载均衡技术, 实现架构一个高性能、高可伸缩性、高可靠性的流媒体服务系统。

[1]Zhe Xiang , Qian Zhang.Peer-to-peer based Multimedia Distribution Service[J].IEEE Transactions on Multimedia special issue on streaming media, Volume 6, Issue 2, April 2004.

[2]逄栋.面向流媒体的应用层组播原型系统的研究与实现[D].东南大学硕士学位论文,2006年3月.

[3] 用LVS构架负载均衡Linux集群系统 http://developer.ccidnet.com/art/737/20031112/70945_3.html［EB/OL］