淺析互聯(lián)接口服務(wù)雙機熱備設(shè)計方案范文

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摘要： 全臺一體化網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生和發(fā)展的初衷是為了消除電視臺“信息孤島”的現(xiàn)象，實現(xiàn)全臺資源共享、各系統(tǒng)之間互聯(lián)互通，這 始終是全臺網(wǎng)建設(shè)的重點和目標。本文介紹了浙江臺全臺生產(chǎn)網(wǎng)與播出系統(tǒng)之間的接口設(shè)計，該部分主要采用互連接口服務(wù)雙機熱 備的設(shè)計方案，這樣設(shè)計的目的是實現(xiàn)高可用和高性能，能夠在確保安全的基礎(chǔ)上提高效率。

關(guān)鍵詞： 高可用；負載均衡；接口

一、引言

 為了將播出系統(tǒng)更好的融入全臺網(wǎng)，建立起互聯(lián)互通的制 播網(wǎng)絡(luò)，在生產(chǎn)網(wǎng)與播出系統(tǒng)之間需要引入互聯(lián)接口?；ヂ?lián)接 口的總體設(shè)計原則是：高可用、負載均衡、任意單機維護不停 服務(wù)、獨立接口區(qū)域隔離內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)。 高可用集群軟件的主要作用是實現(xiàn)故障檢查和業(yè)務(wù)切換的 自動化。本系統(tǒng)中只有兩個負載均衡器作為節(jié)點，這樣的高 可用集群又稱為雙機熱備，即使用兩臺服務(wù)器互相備份。當(dāng) 一臺服務(wù)器出現(xiàn)故障時，可由另一臺服務(wù)器承擔(dān)服務(wù)任務(wù)， 從而在不需要人工干預(yù)的情況下，自動保證系統(tǒng)能持續(xù)對外 提供服務(wù)。 負載均衡體現(xiàn)在：任務(wù)分發(fā)到接口服務(wù)器群集采用的是平 衡的分攤方式，每一個負載均衡器上有一個路由表，記錄了虛 擬 IP 對應(yīng)的每一個可用的接口服務(wù)器的路由信息，當(dāng)某個接 口服務(wù)器不可用后，路由表中會自動刪除該條路由，重新恢復(fù) 后再加上，這樣可以有效的提高任務(wù)分發(fā)和執(zhí)行的效率。

 二、總體架構(gòu)設(shè)計

本次接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)圖如下： 接口部分的流程如上圖所示。整個接口部分由負載均衡群 集和接口服務(wù)器群集兩個部分組成。其中負載均衡群集作為調(diào) 度部分，對外提供網(wǎng)絡(luò)地址，收到任務(wù)后通過判斷后端接口服 務(wù)器的負載情況并選擇合適的接口服務(wù)器將任務(wù)分發(fā)下去執(zhí) 行。同時，負載均衡器互相熱備，一臺宕機后另一臺自動接管， 使系統(tǒng)不會中斷。負 載 均 衡 群 集 部 分 采 用：Linux + LVS + ldirectord +Pacemaker 構(gòu)成 Linux 高可用群集。該部分架構(gòu)在 Linux 系統(tǒng) 之上，下面章節(jié)對這幾部分進行闡述。

三、LVS 技術(shù)

LVS（Linux Virtual Server）即 Linux 虛擬服務(wù)器，是一個 虛擬的服務(wù)器群集系統(tǒng)?，F(xiàn)在 LVS 已經(jīng)是 Linux 標準內(nèi)核的一 部分，使用 LVS 技術(shù)要達到的目標是：通過 LVS 提供的負載 均衡技術(shù)和 Linux 操作系統(tǒng)實現(xiàn)一個高性能、高可用的服務(wù)器 群集，并且具有很好的可伸縮性、可靠性和可管理性。 使用 LVS 架設(shè)的服務(wù)器集群系統(tǒng)有三個組成部分：負載均 衡層、服務(wù)器群組層和數(shù)據(jù)共享層，但是這些在用戶看來只是 在使用虛擬服務(wù)器提供的高性能服務(wù)。在 LVS 眾多的負載調(diào) 度算法中，執(zhí)行效率最高的是 IP 負載均衡技術(shù)，也就是系統(tǒng) 中采用的技術(shù)。 LVS 的 IP 負載均衡技術(shù)是通過 IPVS 模塊實現(xiàn)的，IPVS 是 LVS 群集系統(tǒng)的核心軟件，該軟件安裝在負載均衡服務(wù)器 上，可以虛擬出一個 IP 地址，全臺制作網(wǎng)就是通過這個虛擬 IP 地址訪問接口服務(wù)的。請求會首先通過虛擬 IP 達到負載均 衡器，然后由負載均衡器在其路由列表中選擇一個并將其發(fā)送 至接口服務(wù)器，接口服務(wù)器處理完任務(wù)后，會將數(shù)據(jù)直接返回 給用戶，這是采用了 IPVS 實現(xiàn)負載均衡機制的其中之一—— VS/DR，即直接路由形式實現(xiàn)虛擬服務(wù)器。這種方式通過改寫 報文的 MAC 地址，將請求發(fā)送到接口服務(wù)器，接口服務(wù)器將 響應(yīng)直接返回給客戶。在三種負載均衡機制中 VS/DR 機制是 性能最高最好的，但是要求負載均衡器和接口服務(wù)器都有一塊 網(wǎng)卡連在同一物理網(wǎng)段上。 結(jié)合 LVS 在全臺網(wǎng)中的實際用途，采用輪叫調(diào)度算法就可 以滿足要求。輪叫調(diào)度也叫 1:1 調(diào)度，調(diào)度器通過“輪叫”調(diào)度 算法將全臺制作網(wǎng)發(fā)來的送播請求，按順序 1:1 的分配到接口服 務(wù)器群集中的每個接口服務(wù)器上去，這種算法平等的對待每一臺 接口服務(wù)器，在很大程度上達到了充分利用群集資源的目標。

四、Pacemaker 技術(shù)

Pacemaker 在系統(tǒng)中的角色是集群資源管理器，它通過利 用 Open AIS 等群集基礎(chǔ)組件提供的消息和成員的管理能力來 探測并從節(jié)點或資源級別的故障中恢復(fù)，以實現(xiàn)群集資源的最 大可用性。 Pacemaker 幾乎適用于任何規(guī)模的群集，并配備了一個強 大的依賴模型，使系統(tǒng)能夠準確的表達群集資源之間的順序和 位置等關(guān)系。Pacemaker 是 Heartbeat 到了 V3 版本后，拆分 出來的一個項目，也就是 Cluster Resource Manager（CRM） 群集資源管理器。用來管理整個 HA 的控制中心，客戶端通過 pacemaker 來配置管理監(jiān)控整個群集，Heartbeat V3 后拆分出 來的其他部分還有： 1、Heartbeat：將原來的消息通信層獨立為 heartbeat 項目， 新的heartbeat只負責(zé)維護集群各節(jié)點的信息以及它們之前通信； 2、Cluster Glue： 相 當(dāng) 于 一 個 中 間 層， 它 用 來 將 heartbeat 和 pacemaker 關(guān)聯(lián)起來，主要包含 2 個部分，即為 LRM 和 STONITH。 3、Resource Agent：用來控制服務(wù)啟停，監(jiān)控服務(wù)狀態(tài) 的腳本集合，這些腳本將被 LRM 調(diào)用從而實現(xiàn)各種資源啟動、 停止、監(jiān)控等等。 對于用戶來講，這些技術(shù)層面的東西實際上都是透明的， 用戶只需關(guān)注當(dāng)一臺負載均衡器宕機后，另一臺會自動接管所 有的任務(wù)且不需要人工干預(yù)，并且能夠查看當(dāng)前在工作的服務(wù) 器是哪臺。

五、Ldirectord 技術(shù)

 后端的接口服務(wù)器是通過 Windows 平臺下的 Webservice 提供服務(wù)。實際在功能上，LVS 只負責(zé)分發(fā)任務(wù)，不負責(zé)接口 服務(wù)器的健康檢查，所以當(dāng)后端的接口服務(wù)器出現(xiàn)宕機情況后， 有可能繼續(xù)被分發(fā)任務(wù)，這時就需要 ldirectord 進行檢查。 Ldirectord 會自動定期檢測接口服務(wù)器的健康狀況，當(dāng)出 現(xiàn)問題后問題節(jié)點會自動被從群集中刪除。使用 ldirectord 時， 這個程序在啟動時會自動建立 IPVS 表，顯示可使用的路由信 息。Ldirectord 守護進程通過向每臺接口服務(wù)器的真實 IP 上的 群集資源發(fā)送請求，來實現(xiàn)對接口服務(wù)器群集的監(jiān)控。 后端的接口服務(wù)器添加一塊虛擬的環(huán)回網(wǎng)卡，接受并處理 完請求后，通過該環(huán)回 IP 將響應(yīng)發(fā)回給客戶端。用戶在 IPVS 表中，可以查看各接口服務(wù)器被分配的任務(wù)情況。

 六、總結(jié)

 雙機熱備的負載均衡接口方案，在很多大訪問量的網(wǎng)站上 的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成熟，在全臺網(wǎng)建設(shè)的實際應(yīng)用中也比較普遍。 使用該雙機熱備的負載均衡方案，可以充分利用現(xiàn)有的技術(shù)資 源，簡化系統(tǒng)搭建時間。該設(shè)計方案不僅可以有效避免或者減 輕任務(wù)分發(fā)高峰期的擁堵現(xiàn)象，雙機熱備的設(shè)計也可以使制作 網(wǎng)與播出網(wǎng)之間的連接更具安全性，也具有更便捷的管理和維 護性，相信此應(yīng)用可以為日后更多相關(guān)的應(yīng)用鋪路。

作者：孫婷 單位：浙江廣播電視集團