【摘要】 本文將圍繞分組交換系統(tǒng)，對虛擬化技術(shù)作進一步的梳理和細分，闡明其原理和優(yōu)缺點。在采用了虛擬化技術(shù)的情況下，所謂的服務器負載均衡，就是采用虛擬機遷移的技術(shù)，將各個服務器上創(chuàng)建的虛擬機，根據(jù)占用資源和使用情況的不同，進行總體的分配，使得每臺服務器都能盡可能好地支持本機上所啟動的虛擬機。

【關(guān)鍵字】 虛擬化 虛擬機 負載均衡 彈性

一、引言

服務器負載均衡就是指按照一定的分配策略，將任務平均分給集群內(nèi)部的各個節(jié)點進行處理，當系統(tǒng)的負載出現(xiàn)不平衡時，還能將重載節(jié)點上的任務轉(zhuǎn)移到輕載節(jié)點上執(zhí)行，使得整個集群中所有節(jié)點的負載都趨向于平衡，從而縮短作業(yè)的平均響應時間和提高系統(tǒng)的資源利用率。

虛擬化是在一臺服務器上通過計算資源的物理抽象運行多臺虛擬服務器的技術(shù)，添加一個管理層面來屏蔽物理設備的復雜性。

以下就針對上述技術(shù)，做一個詳細的論述。

二、三種虛擬化技術(shù)

虛擬機技術(shù)[1]最早由IBM于20世紀60年代提出，被定義為硬件設備的軟件模擬實現(xiàn)，而國內(nèi)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的是Linux Virtual server（LVS） [2]，它是章文篙博士等人開發(fā)的Linux服務器集群自由軟件項目。

2.1 全虛擬化

利用節(jié)點的全虛擬化是一種完全模擬所有硬件設備的虛擬化模式。在全虛擬化下，虛機監(jiān)視器（VMM） [3]可以模擬和真實硬件完全相同的硬件環(huán)境，為每個虛擬機提包括虛擬BI0S、虛擬設備和虛擬內(nèi)存管理等都需要完整硬件支持的服務。

這個程不需要硬件或操作系統(tǒng)的協(xié)助，因而不需要修改Guest 0S的內(nèi)核，Guest完全感知不到是否發(fā)生了虛擬化。VMM翻譯核心指令來替換不能虛擬化的指令，通過翻譯后的指令去直接訪問虛擬硬件，用軟件的方式消除X86架構(gòu)的缺陷，得大多數(shù)操作系統(tǒng)都可以以全虛擬化模式運行。

2.2 半虛擬化

半虛擬化又叫做操作系統(tǒng)協(xié)助虛擬化，在半虛擬化下，VMM需要在操作系的協(xié)助下才能完成對特權(quán)指令進行虛擬化，因而需要對Guest 0S的內(nèi)核進行改，以便操作系統(tǒng)能夠?qū)τ腥毕莸闹噶钸M行替換。在這種情況下，Guest OS道自己運行在虛擬機中。

2.3 硬件虛擬化

硬件虛擬化又可稱為硬件輔助虛擬化，是指VMM需要硬件的協(xié)助才能完成資源的虛擬。硬件虛擬化開始于Intel和AMD提出的Inte-VT和AMD-V技術(shù)，其思想就是通過引入新指令和處理器運行模式，當需要VMM監(jiān)控和模擬時則進行模式切換，跟軟件的虛擬實現(xiàn)方式相比，硬件虛擬化可以很大程度上提高性能。

三、算法策略構(gòu)成

本文負載均衡算法四個策略構(gòu)成：

3.1負載衡量策略（Load measurement rule）

用于描述系統(tǒng)中各節(jié)點的負載狀況的策略，負載均衡決策是根據(jù)節(jié)點工作負荷以及可用資源等節(jié)點狀況信息而做出的。

3.2信息策略（Information rule）

決定何時、如何收集負載信息，何時、如何散布負載信息以及如何管理負載信息。

3.3觸發(fā)策略（Initiation rule）

用于決定何時觸發(fā)一次負載均衡操作。觸發(fā)策略可以采用基于閡值的方式也可以采用事件驅(qū)動等方式。

3.4負載均衡操作策略（Load balancing operation rule）

還可細分為定位策略（Location rule）：用于決定系統(tǒng)中參與負載均衡操作的節(jié)點；分配策略（Distribution rule）：明確去均衡系統(tǒng)中各節(jié)點的負載的策略；選擇策略（Selection rule）：在負載過重的節(jié)點上選擇一些任務或資源進行重分配。

四、結(jié)束語

本文針對虛擬化技術(shù)作了進一步的梳理和細分，提出了載均衡算法的四個策略，這些策略能有效地實現(xiàn)了服務器負載均衡。

參 考 文 獻

[1] BINU A，KUMAR G S.Virtualization techniques：a methodical review of Xen and KVM[C]//Proc of the 1st International Conference on Advances in Computing and Communications.Berlin：Springer-Verlag，2011：399-410.

[2]章文高.Linux服務器集群系統(tǒng)（二）-LVS集群的體系結(jié)構(gòu).http：//www.linuxvirtualserver.org/zh/IvsZ.html.

[3] ZHANG Xiao-tao，DONG Yao-zu.Optimizing Xen VMM based on Intel virtualization technology[C]//Proc of International Conference on Internet Computing in Science and Engineering.Washington DC：IEEE Computer Society，2008：367-374.