目前，隨著高校招生規(guī)模的日益擴(kuò)大，校園網(wǎng)中許多系統(tǒng)原有的單臺(tái)服務(wù)器的并發(fā)處理能力及負(fù)載能力都已越來(lái)越無(wú)法滿足需求，提高服務(wù)器性能已迫在眉睫。雖然重新購(gòu)買新的性能更高的服務(wù)器，如小型機(jī)或當(dāng)下較為流行的刀片集群服務(wù)器是一種解決方法，但首先成本太高，其次是許多原有服務(wù)器仍然較新，各方面的性能指標(biāo)良好，廢棄不用將造成極大的資源浪費(fèi)。采用分布式體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的服務(wù)器集群系統(tǒng)恰恰是解決這類問題的較好方法。
　　服務(wù)器集群系統(tǒng)的內(nèi)部由一組相對(duì)松散的計(jì)算機(jī)組成，但對(duì)外則只有唯一的訪問地址。當(dāng)有外部請(qǐng)求發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)的調(diào)度服務(wù)器根據(jù)實(shí)際情況，采用適當(dāng)?shù)呢?fù)載均衡調(diào)度算法，將任務(wù)合理地分配到系統(tǒng)中的某臺(tái)機(jī)器上，從而將一組服務(wù)器構(gòu)成一個(gè)高性能的虛擬服務(wù)器。集群系統(tǒng)還具有良好的擴(kuò)展性和靈活性，通過(guò)在服務(wù)器集群中加入和刪除結(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的伸縮性，通過(guò)檢測(cè)結(jié)點(diǎn)或服務(wù)進(jìn)程故障和正確地重置系統(tǒng)達(dá)到高可靠性。服務(wù)器集群的結(jié)構(gòu)對(duì)客戶是透明的，客戶訪問集群提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)就像訪問一臺(tái)高性能、高可用的服務(wù)器一樣。客戶程序不受服務(wù)器集群的影響，不需作任何修改。
　　
　　LVS負(fù)載均衡技術(shù)及其體系結(jié)構(gòu)
　　
　　目前雖然Windows和Linux都推出支持集群的系統(tǒng)，但Linux的集群更成熟豐富，同時(shí)又是開放源代碼的免費(fèi)軟件，其中運(yùn)用最廣泛的是LVS(Linux Virtual Server)。LVS自1998年開始，發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)是一個(gè)較成熟的項(xiàng)目了。LVS目前主要有兩種負(fù)載平衡軟件，一種是基于TCP/IP層交換的IPVS軟件，一種是基于內(nèi)容請(qǐng)求分發(fā)的應(yīng)用層交換軟件KTCPVS。KTCPVS目前仍處于試用階段，尚不成熟，而IPVS已較為成熟，有許多比較著名的網(wǎng)站和組織都在使用該軟件架設(shè)他們的服務(wù)器集群。
　　IPVS集群的特點(diǎn)可以歸結(jié)如下：
　　1.功能。具有三種IP負(fù)載均衡技術(shù)和八種連接調(diào)度算法。虛擬服務(wù)的設(shè)置數(shù)目沒有限制，每個(gè)虛擬服務(wù)有自己的服務(wù)器集群。它支持持久的虛擬服務(wù)（如session等需要該功能的支持），并提供詳盡的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，如連接的處理速率和報(bào)文的流量等。針對(duì)大規(guī)模拒絕服務(wù)（Deny of Service）攻擊，有多種防衛(wèi)策略。
　　2.適用性。后端服務(wù)器可運(yùn)行任何支持TCP/IP的操作系統(tǒng)，包括Linux，各種Unix（如FreeBSD、Sun Solaris、HP Unix等），Mac/OS和Windows NT/2000等。負(fù)載調(diào)度器能夠支持絕大多數(shù)的TCP和UDP協(xié)議。
　　3.性能。LVS服務(wù)器集群系統(tǒng)具有良好的伸縮性，可支持幾百萬(wàn)個(gè)并發(fā)連接。
　　4.可靠性。LVS服務(wù)器集群軟件已經(jīng)在很多大型的、關(guān)鍵性的站點(diǎn)得到很好的應(yīng)用，所以它的可靠性在應(yīng)用中得到很好的證實(shí)。有很多調(diào)度器運(yùn)行一年多，未作一次重啟動(dòng)。
　　
　　校園網(wǎng)中集群系統(tǒng)的應(yīng)用
　　
　　目前在校園網(wǎng)中有許多系統(tǒng)都需集群服務(wù)的應(yīng)用，如校園網(wǎng)的代理服務(wù)、DNS服務(wù)等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)以及校內(nèi)許多基于WEB的應(yīng)用系統(tǒng)。在應(yīng)用系統(tǒng)中，教務(wù)系統(tǒng)的需求較為突出。由于學(xué)生數(shù)量的急劇增長(zhǎng)，對(duì)教務(wù)系統(tǒng)的服務(wù)器的并發(fā)性能要求大幅提高，尤其是選課系統(tǒng)，由于大量在線的學(xué)生同時(shí)選課，造成原有服務(wù)器高峰期擁塞嚴(yán)重，因此迫切需要通過(guò)集群服務(wù)來(lái)改善性能。下面就以選課系統(tǒng)為例，介紹系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)要點(diǎn)。
　　1.系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介。選課系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要有三個(gè)主要組成部分。
　　
　　(1)負(fù)載平衡器（Load Balancer）：它是整個(gè)集群對(duì)外面的前端機(jī)，負(fù)責(zé)根據(jù)負(fù)載情況和預(yù)先設(shè)置的調(diào)度算法將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到選出的服務(wù)器。在本應(yīng)用中，我們采用DELL 4400服務(wù)器，它承擔(dān)校內(nèi)所有應(yīng)用系統(tǒng)的負(fù)載均衡，選課系統(tǒng)是其中的一個(gè)虛擬服務(wù)。
　　(2)服務(wù)器池（Server Pool）：這是一組真正執(zhí)行客戶請(qǐng)求的服務(wù)器。本應(yīng)用中，三臺(tái)選課服務(wù)器都采用了HP DL