时间:2015-02-11 来源:

IPVS基于应用层任意偏移字段HASH值的负载均衡算法【编程语言】

在比较早的那些年承接网站前端,我曾经写了一个负载均衡调度算法模块,承接网站前端是基于应用层协议包任意偏移量开始的一段固定长度的数据计算一个值,html切图报价然后将这个值hash到不同的服务器.那时觉得没啥用团队网页接活,就没有再继续,团队网页接活直到前一段时间的一段思考以及前几天的一次预研.我决定作文以记之,手机网页制作以后说不定能用得着.

1.UDP服务的负载均衡

以前使用UDP的服务很少网页切图制作,但事实上几乎没有UDP上的HTTP.但是随着网络可靠性的增加div+css+js切图,网络集中控制机制与分布式优化技术的日益成熟,网页重构报价使用UDP的场合越来越多.
       使用UDP就意味着你必须在应用层做传输控制承接网站前端,其实这还不是主要的,承接网站前端主要的问题是现在没有什么熟知的UDP服务psd切图html,比如你不能指望在负载均衡器上内置一个关于OpenVPN服务的负载均衡,psd切图html但是对于基于TCP的HTTP服务几乎总是被内置于任何网关内部.因为作为一个著名的应用层协议web外包,HTTP在各个层面都拥有自己的一套成熟的标准,div切图排版大家均认可这些标准.使用UDP你必须实现一个符合常理的连接过期机制网页切图制作,由于在UDP层面根本就不可能识别一个"连接"的断开,网页切图制作这就意味着要么在应用层识别div+css+js切图,比如发送一个特殊的UDP包表示要“断开”了,div+css+js切图要么就是对一个UDP“连接”设置一个超时.
       虽然存在这么多的问题承接网站前端,但是在移动时代,页面div重构有些问题还真必须使用UDP作为传输协议才能解决.

2.移动网络的问题

如果使用手机或PAD访问服务psd切图html,由于这些移动终端时刻处于移动中,psd切图html其IP地址也会不断变化(请不要考虑LISP,如果使用TCP作为服务的承载协议网页切图制作,那就意味着TCP会不断地断开再重连-TCP和IP是相关的,div页面如果使用UDP,就没有这个问题,div+css+js切图代价只是在应用层记录连接信息.这是一个会话层缺失的问题承接网站前端,虽然有人不太认同,承接网站前端但是毕竟键盘党喷子说再多也没有用psd切图html,实现一个这样的机制跑出来效果才是王道.鉴于此,承接网页制作我给OpenVPN做了手术.
       OpenVPN也是用5元组来识别一个特定客户端的web外包,但是由于存在终端移动IP地址变化的问题,手机网页制作这会导致OpenVPN服务端频繁断开和客户端的连接然后等待重连网页切图制作,虽然这不是由于TCP导致的,网页切图制作但是却道出了一个问题的本质div+css+js切图,只要是用5元组来识别连接,网页重构报价IP地址的变化都会导致连接断开.因此我在OpenVPN协议的头里面加了一个服务器内部唯一的4个字节的所谓sessionID用以补充缺失的会话层.以后OpenVPN服务端不再用5元组来识别到一个客户端的连接了承接网站前端,而是使用这个唯一的sessionID来识别,承接网站前端这样对于UDP的情况psd切图html,即便是客户端的IP地址发生变化,psd切图html服务端也不会断开连接web外包,因为sessionID没有变化.注意,div切图排版这个对于TCP模式的服务是没有用的网页切图制作,因为TCP处在传输层,网页切图制作在OpenVPN识别到sessionID以前div+css+js切图,TCP本身就先断开了,div+css+js切图除非在accept调用之上再封装一层承接网站前端,做到虽然TCP连接(TCP连接)在不断的断开/重连,页面div重构但是OpenVPN连接(会话层连接)始终不会断.但是由于工作量比较大psd切图html,作罢.
       在强大的功能展现的效果面前,psd切图html任何的唧唧歪歪都是苍白的.通过引入一个很小的字段(4字节或者2字节),除非引入LISP)时IP地址切换的问题网页切图制作,这就是UDP的力量.OpenVPN如此,div页面为何别的就不行.事实上div+css+js切图,任何的应用层协议都可以用UDP来封装,div+css+js切图将连接控制(连接承接网站前端,排序,承接网站前端重传psd切图html,断开等)等操纵进行标准化置于上层即可.然而,承接网页制作如果客户端的IP地址不断变化web外包,负载均衡器还能基于源IP做负载均衡吗?
       很显然是可以的,手机网页制作但是却是有问题的.因为有可能在同一客户端变化了IP地址之后网页切图制作,负载均衡器会将其分发到不同的服务器上,网页切图制作然而实际上div+css+js切图,它们的sessionID并没有变化,网页重构报价因为将不能再根据源IP地址做负载均衡了.那怎么办?答案就是基于sessionID做负载均衡.

3.基于UDP协议应用层的sessionID做负载均衡

一步一步地承接网站前端,我们就走到了这里,承接网站前端现在必须回答的问题是如何做.sessionID是什么?它并非标准协议的一部分.首先你必须保证数据包中一定要有这个字段psd切图html,这个一般可以保证,psd切图html我肯定知道我在配置什么东西web外包,其次,div切图排版问题是这个sessionID在什么地方?这决不能强行规定.事实上网页切图制作,所谓的sessionID就是在一次连接中,网页切图制作数据包中不会变化的那个部分div+css+js切图,仅此.因此,div+css+js切图最好的办法就是让配置者自己决定它在什么地方以及它的长度是多少.
       有了相对应用层开始的偏移和长度承接网站前端,取字段和算HASH就犹如探囊取物了,页面div重构几乎和取源IP一样psd切图html,只是多了几个计算而已,psd切图htmlIPVS的代码如下:

net/netfilter/ipvs/ip_vs_offh.c:


/*
 * IPVS:        Layer7 payload Hashing scheduling module
 *
 * Authors:     ZHAOYA
 *              基于ip_vs_sh/dh修改而来web外包, offlen;

static int skip_atoi(char **s)
{
    int i=0;

    while (isdigit(**s))
        i = i*10 + *((*s)++) - '0';
    return i;
}

static inline struct ip_vs_dest *
ip_vs_offh_get(struct ip_vs_offh_bucket *tbl, u32 length)
{
    __be32 v_fold = 0;
    /* 算法有待优化 */
    v_fold = (payload[0]^payload[length>>2]^payload[length])*2654435761UL;

    return (tbl[v_fold & IP_VS_OFFH_TAB_MASK]).dest;
}

static int
ip_vs_offh_assign(struct ip_vs_offh_bucket *tbl, struct ip_vs_dest, GFP_ATOMIC);
    if (pdata == NULL) {
        pr_err("%s(): no memory\n",
              GFP_ATOMIC);
    if (tbl == NULL) {
        kfree(pdata);
        pr_err("%s(): no memory\n", svc);

    return 0;
}

static int ip_vs_offh_done_svc(struct ip_vs_service *svc)
{
    struct ip_vs_offh_data *pdata = svc->sched_data;
    struct ip_vs_offh_bucket *tbl = pdata->tbl;

    ip_vs_offh_flush(tbl);

    kfree(tbl);
    kfree(pdata);

    return 0;
}

static int ip_vs_offh_update_svc(struct ip_vs_service *svc)
{
    struct ip_vs_offh_bucket *tbl = svc->sched_data;

    ip_vs_offh_flush(tbl);
    ip_vs_offh_assign(tbl, const struct sk_buff *skb)
{
    struct ip_vs_dest *dest;
    struct ip_vs_offh_data *pdata;
    struct ip_vs_offh_bucket *tbl;
    struct iphdr *iph;
    void *transport_hdr;
    char *payload;
    u32 hdrlen = 0;
    u32 _offset = 0;
    u32 _offlen = 0;

    iph = ip_hdr(skb);
    hdrlen = iph->ihl*4;
    if (hdrlen > skb->len) {
        return NULL;
    }
    transport_hdr = (void *)iph + hdrlen;

    switch (iph->protocol) {
        case IPPROTO_TCP:
            hdrlen += (((struct tcphdr*)transport_hdr)->doff)*4;
            break;
        case IPPROTO_UDP:
            hdrlen += sizeof(struct udphdr);
            break;
        default:
            return NULL;
    }
#if 0
    {
        int i = 0;
        _offset = offset;
        _offlen = offlen;
        payload = (char *)iph + hdrlen + _offset;
        printk("begin:iplen:%d   \n", payload[i]);
        }
        printk("\nend\n");
        return NULL;

    }
#endif

    pdata = (struct ip_vs_offh_datai *)svc->sched_data;

    tbl = pdata->tbl;
    _offset = offset;//pdata->offset;
    _offlen = offlen;//pdata->offlen;
    if (_offlen + _offset > skb->len - hdrlen) {
        IP_VS_ERR_RL("OFFH: exceed\n");
        return NULL;
    }

    payload = (char *)iph + hdrlen + _offset;

    dest = ip_vs_offh_get(tbl, _offlen);
    if (!dest
        || !(dest->flags & IP_VS_DEST_F_AVAILABLE)
        || atomic_read(&dest->weight) <= 0
        || is_overloaded(dest)) {
        IP_VS_ERR_RL("OFFH: no destination available\n");
        return NULL;
    }

    return dest;
}

static struct ip_vs_scheduler ip_vs_offh_scheduler =
{
    .name =         "offh",
    .module =       THIS_MODULE,
    .init_service =     ip_vs_offh_init_svc,
    .update_service =   ip_vs_offh_update_svc,
};

static ssize_t ipvs_sch_offset_read(struct file *file, size_t count, "offset:%u;offlen:%u\n", offlen);
    return ret;
}

/*
 * 设置offset/offset length
 * echo offset:$value1  offlen:$value2 >/proc/net/ipvs_sch_offset
 */
static int ipvs_sch_offset_write(struct file *file, size_t count, *pstart;
    if ((p = strstr(p, " ")) == NULL) {
        ret = -EINVAL;
        goto out;
    }
    p[0] = 0;
    offset = skip_atoi(&pstart);
    if (offset == 0 && strcmp(pstart, "offlen:")) == NULL) {
        ret = -EINVAL;
        goto out;
    }
    p  += strlen("offlen:");
    pstart = p;
    offlen = skip_atoi(&pstart);
    if (offlen == 0 && strcmp(pstart, "0")) {
        ret = -EINVAL;
        goto out;
    }
out:
    return ret;
}

/*
 * 由于不想修改用户态的配置接口,手机网页制作还是觉得procfs这种方式比较靠普
 **/
static const struct file_operations ipvs_sch_offset_file_ops = {
    .owner          = THIS_MODULE,
    .write          = ipvs_sch_offset_write, 0644, &ipvs_sch_offset_file_ops)) {
        printk("OFFH: create proc entry failed\n");
        goto out;
    }
    return register_ip_vs_scheduler(&ip_vs_offh_scheduler);
out:
    return ret;
}

static void __exit ip_vs_offh_cleanup(void)
{
    remove_proc_entry("ipvs_sch_offset", net->proc_net);
    unregister_ip_vs_scheduler(&ip_vs_offh_scheduler);
}


module_init(ip_vs_offh_init);
module_exit(ip_vs_offh_cleanup);
MODULE_LICENSE("GPL");

实际上,psd切图html很多高大上的负载均衡实现都不是基于内核协议栈的web外包,它们要么是直接用硬卡来做,div切图排版要么是用户态协议栈网页切图制作,所以本文的原则也是可以用到那些方面的,网页切图制作只不过div+css+js切图,毕竟先把代码跑起来要比长篇大论好的多承接网站前端,起码我是这么认为的.

4.问题在哪里-连接缓存

我认为IPVS机制该改了,页面div重构同时我觉得nf_conntrack也该改了.
我们知道psd切图html,在IPVS中,psd切图html可能只有一个流的第一个数据包才会去调用“特定协议”的conn_schedule回调web外包,即real server之后网页切图制作,就会发现它事实上是“第四层协议”,即传输层协议,div+css+js切图TCP或者UDP,而在这一层,承接网站前端很显然psd切图html,一个连接就是一个5元组.那么,承接网页制作即便我针对第一个数据包web外包,并将其存入了conn缓存网页切图制作,那么该流的客户端在IP地址变化了之后,网页切图制作显然conn缓存中找不到了div+css+js切图,由于使用固定偏移的paylaod进行schedule,那么肯定还是原来的那个real server被选择,承接网站前端此时会在conn缓存中增加一条新的条目用于以后的匹配psd切图html,老的那条conn缓存没有用了,psd切图html等待过期web外包,只要客户端不改变IP地址且新的这个conn缓存项不过期,div切图排版这个缓存将会一直命中网页切图制作,一旦客户端改变了IP地址,网页切图制作一切重新开始.可见div+css+js切图,这是一个自动且正确的过程.但是,div+css+js切图最好有一个针对旧五元组的删除通知机制承接网站前端,而不是等待它自己过期.
       如果等待它自己过期,页面div重构那么试想一种超时时间很久的情况.客户端A五元组为tuple1使用sessionID1匹配到了一个real server1,过了一些时间web外包,客户端A更换了IP地址,手机网页制作此时理所当然地网页切图制作,缓存不命中div+css+js切图,设置了新的conn2缓存项承接网站前端,然后conn1就变成僵尸了,承接网站前端等待超时删除.过了很久psd切图html,客户端2携带接管了客户端1的老的IP地址和UDP端口,承接网页制作访问了同样的UDP服务web外包,携带sessionID2,但是由于命中了僵尸conn1,此时客户端2更改了IP地址承接网站前端,经过conn_schedule计算后psd切图html,由于为它服务的初始real server为real server1,这将导致连接切换.这就是没有删除通知机制导致的问题.
       问题的解决似乎比较简单,div切图排版办法有二网页切图制作,第一种办法就是为ip_vs_protocol结构体增加一个五元组变更通知的回调函数,网页切图制作比如叫做conn_in_update/conn_out_update,要么就是一种更加彻底的解决方案承接网站前端,即直接用sessionID来记录连接.而这后者正是我正准备为Linux的nf_conntrack所做的一个外科手术.
       当然,页面div重构我不会走火入魔到彻底放弃五元组的连接跟踪方式psd切图html,我只是为nf_conntrack增加了一种选择,psd切图html正如conntrack增加了zone的支持一样.我相信web外包,即便我不动手,手机网页制作过一个一年半载网页切图制作,肯定会有人这么做的,div页面以往的事实预示了这一点.
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