리눅스 버추얼 서버
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- 1. 개요
- 2. 역사
- 3. 구성 요소
- 4. 스케줄링 알고리즘
- 4.1. 라운드 로빈 (Round Robin)
- 4.2. 가중 라운드 로빈 (Weighted Round Robin)
- 4.3. 최소 연결 (Least Connection)
- 4.4. 가중 최소 연결 (Weighted Least Connection)
- 4.5. 위치 기반 최소 연결 (Locality-Based Least Connection)
- 4.6. 복제 기반 위치 최소 연결 (Locality-Based Least Connection with Replication)
- 4.7. 목적지 해싱 (Destination Hashing)
- 4.8. 소스 해싱 (Source Hashing)
- 4.9. 최단 예상 지연 (Shortest Expected Delay)
- 4.10. 큐 없음 (Never Queue)
- 4.11. 마그레브 해싱 (Maglev Hashing)
- 5. 용어
- 6. LVS 구성 예시
- 참조
1. 개요
리눅스 버추얼 서버(LVS)는 다양한 부하 분산 스케줄링 알고리즘을 제공하여 트래픽을 효율적으로 분산하는 기술이다. 주요 구성 요소와 함께 라운드 로빈, 가중 라운드 로빈, 최소 연결, 가중 최소 연결, 위치 기반 최소 연결, 복제 기반 위치 최소 연결, 목적지 해싱, 소스 해싱, 최단 예상 지연, 큐 없음, 마그레브 해싱 등 여러 스케줄링 알고리즘을 지원한다. LVS는 LVS 디렉터, 실제 서버, 클라이언트 컴퓨터, VIP, RIP, DIP, CIP 등의 용어를 사용하며, 가상 HTTP 서버 구축과 같은 예시를 통해 구성 방법을 제시한다.
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| 리눅스 버추얼 서버 - [IT 관련 정보]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
| 종류 | 로드 밸런싱 소프트웨어 |
| 개발자 | Wensong Zhang 외 |
| 최초 릴리스 | 1998년 5월 |
| 프로그래밍 언어 | C |
| 운영 체제 | 리눅스 |
| 라이선스 | GNU 일반 공중 사용 허가서 |
| 웹사이트 | Linux Virtual Server 공식 웹사이트 |
2. 역사
LVS 프로젝트는 현재 고급 IP 부하 분산 소프트웨어(IPVS), 애플리케이션 레벨 부하 분산 소프트웨어(KTCPVS), 클러스터 관리 구성 요소 개발에 주력하고 있다.
- IPVS: 리눅스 커널 내부에 구현된 고급 IP 부하 분산 소프트웨어이다. IP 가상 서버 코드는 리눅스 커널 메인라인 버전 2.4.x 이상에 통합되었다.[1]
- KTCPVS: 리눅스 커널 내에서 애플리케이션 레벨 부하 분산을 구현하며, 2011년 2월 기준으로 여전히 개발 중이다.[2]
LVS는 웹, 이메일, 미디어 및 VoIP 서비스와 같이 확장성이 뛰어나고 고가용성 클러스터를 갖춘 네트워크 서비스를 구축하는 데 사용될 수 있다. 또한, 확장 가능한 네트워크 서비스를 대규모의 안정적인 전자 상거래 또는 전자 정부 애플리케이션에 통합하는 데 활용될 수 있다. LVS 기반 솔루션은 이미 위키백과를 포함하여 전 세계 많은 실제 애플리케이션에 배포되었다.
LVS 구성 요소는 리눅스 넷필터 프레임워크에 의존하며, 소스 코드는 리눅스 커널 소스 내의 `net/netfilter/ipvs` 하위 디렉토리에서 확인할 수 있다. LVS는 레이어 7 패킷을 검사하여 UDP, TCP 레이어 4 프로토콜과 FTP 수동 연결을 처리할 수 있다. `/proc` 디렉토리에 카운터 계층 구조를 제공한다.
LVS를 구성하는 데 사용되는 유저랜드 유틸리티 프로그램은 ipvsadm이며, 실행하려면 슈퍼유저 권한이 필요하다.
3. 구성 요소
LVS 프로젝트의 주요 작업은 고급 IP 부하 분산 소프트웨어(IPVS), 애플리케이션 레벨 부하 분산 소프트웨어(KTCPVS), 클러스터 관리 구성 요소를 개발하는 것이다.
- IPVS: 리눅스 커널 내부에 구현된 고급 IP 부하 분산 소프트웨어이다. IP 가상 서버 코드는 리눅스 커널 메인라인 버전 2.4.x 이상에 통합되었다.[1]
- KTCPVS: 리눅스 커널 내에서 애플리케이션 레벨 부하 분산을 구현하며, 여전히 개발 중이다.[2]
LVS 구성 요소는 리눅스 넷필터 프레임워크에 의존하며, 소스 코드는 리눅스 커널 소스 내의
net/netfilter/ipvs 하위 디렉토리에서 찾을 수 있다. LVS는 레이어 7 패킷을 검사하여 UDP, TCP 레이어 4 프로토콜과 FTP 수동 연결을 처리할 수 있다. 또한 /proc 디렉토리에 카운터 계층 구조를 제공한다.LVS를 구성하는 데 사용되는 유저랜드 유틸리티 프로그램은 ipvsadm이며, 실행하려면 슈퍼유저 권한이 필요하다.
4. 스케줄링 알고리즘
LVS는 다양한 부하 분산 스케줄링 알고리즘을 구현하고 있으며, 각 알고리즘과 관련된 커널 소스 파일은 다음과 같다.[3]
| 스케줄링 알고리즘 | 관련 소스 파일 |
|---|---|
| 라운드 로빈 | ip_vs_rr.c |
| 가중 라운드 로빈 | ip_vs_wrr.c |
| 최소 연결 | ip_vs_lc.c |
| 가중 최소 연결 | ip_vs_wlc.c |
| 위치 기반 최소 연결 | ip_vs_lblc.c |
| 복제 기반 위치 최소 연결 | ip_vs_lblcr.c |
| 목적지 해싱 | ip_vs_dh.c |
| 소스 해싱 | ip_vs_sh.c |
| 최단 예상 지연 | ip_vs_sed.c |
| 큐 없음 | ip_vs_nq.c |
| 마그레브 해싱 | ip_vs_mh.c |
4. 1. 라운드 로빈 (Round Robin)
리눅스 버추얼 서버(LVS)가 구현하는 여러 부하 분산 스케줄러 중 하나이다.[3] 라운드 로빈 스케줄러의 관련 소스 코드 파일은ip_vs_rr.c이다.[3]4. 2. 가중 라운드 로빈 (Weighted Round Robin)
가중 라운드 로빈(Weighted Round-robin)은 LVS에서 제공하는 부하 분산 스케줄링 알고리즘 중 하나이다.[3] 이 스케줄러의 구현은 리눅스 커널 소스 파일ip_vs_wrr.c에서 찾을 수 있다.[3]4. 3. 최소 연결 (Least Connection)
리눅스 버추얼 서버(LVS)는 여러 부하 분산 스케줄러를 구현하며, 그중 하나로 최소 연결(Least-connection) 스케줄러가 있다.[3][6] 이 스케줄러의 관련 소스 파일은ip_vs_lc.c이다.[3][6]4. 4. 가중 최소 연결 (Weighted Least Connection)
LVS에서 사용하는 부하 분산 스케줄링 알고리즘 중 하나이다. 관련 소스 파일은ip_vs_wlc.c이다.[3]4. 5. 위치 기반 최소 연결 (Locality-Based Least Connection)
리눅스 버추얼 서버(LVS)는 다양한 부하 분산 스케줄링 알고리즘을 제공하며, 그중 하나로 위치 기반 최소 연결(Locality-Based Least Connection) 방식을 지원한다.[3] 이 스케줄러의 커널 소스 코드는 'ip_vs_lblc.c' 파일에 구현되어 있다.[3]또한, 복제(Replication) 기능을 추가하여 개선한 복제 기반 위치 최소 연결(Locality-Based Least Connection with Replication) 방식도 있으며, 관련 소스 코드는 'ip_vs_lblcr.c' 파일이다.[3]
4. 6. 복제 기반 위치 최소 연결 (Locality-Based Least Connection with Replication)
복제 기반 위치 최소 연결(Locality-based least-connection with replicationeng)은 리눅스 버추얼 서버(LVS)에서 제공하는 부하 분산 스케줄링 알고리즘 중 하나이다.[3] 관련 커널 소스 파일은ip_vs_lblcr.c이다.[3]4. 7. 목적지 해싱 (Destination Hashing)
LVS가 제공하는 부하 분산 스케줄러 중 하나로, 관련 소스 파일은 'ip_vs_dh.c'이다.[3]4. 8. 소스 해싱 (Source Hashing)
소스 해싱(Source Hashing)은 리눅스 버추얼 서버(LVS)에서 지원하는 부하 분산 스케줄링 알고리즘 중 하나이다.[3][6] 이 알고리즘의 구현과 관련된 소스 코드 파일은ip_vs_sh.c이다.[3][6]4. 9. 최단 예상 지연 (Shortest Expected Delay)
최단 예상 지연(Shortest Expected Delay)은 LVS에서 구현된 부하 분산 스케줄링 알고리즘 중 하나이다.[3][6] 이 스케줄러의 구현은 리눅스 커널 소스 파일 ip_vs_sed.c에서 찾아볼 수 있다.[3][6]4. 10. 큐 없음 (Never Queue)
`큐 없음(Never queue)`은 LVS에서 제공하는 부하 분산 스케줄링 알고리즘 중 하나이다.[3] 관련 리눅스 커널 소스 파일은ip_vs_nq.c이다.[3]4. 11. 마그레브 해싱 (Maglev Hashing)
마그레브 해싱(Maglev hashing)은 리눅스 버추얼 서버(LVS)에서 구현된 부하 분산 스케줄러 중 하나이다. 관련 소스 파일은ip_vs_mh.c이다.[3]5. 용어
LVS에서 일반적으로 사용되는 용어는 다음과 같다.[4]
| 용어 | 설명 |
|---|---|
| LVS 디렉터 (LVS director) | 서비스에 대한 모든 수신 클라이언트 요청을 받아 특정 "실제 서버"로 요청을 전달하여 처리하는 로드 밸런서이다. |
| 실제 서버 (Real servers) | 클러스터를 대신하여 서비스를 제공하는 데 사용되는 LVS 클러스터를 구성하는 노드이다. |
| 클라이언트 컴퓨터 (Client computers) | 가상 서버에서 서비스를 요청하는 컴퓨터이다. |
| VIP (가상 IP 주소) | 디렉터가 클라이언트 컴퓨터에 서비스를 제공하는 데 사용하는 IP 주소이다. |
| RIP (실제 IP 주소) | 클러스터 노드에 연결하는 데 사용되는 IP 주소이다. |
| DIP (디렉터 IP 주소) | 디렉터가 실제 IP 주소 네트워크에 연결하는 데 사용하는 IP 주소이다. |
| CIP (클라이언트 IP 주소) | 클러스터로 전송되는 요청에 대한 소스 IP 주소로 사용하는, 클라이언트 컴퓨터에 할당된 IP 주소이다. |
6. LVS 구성 예시
LVS를 구성하기 위해서는 유저랜드 유틸리티 프로그램인 `ipvsadm`을 사용하며, 이를 실행하려면 슈퍼유저 권한이 필요하다.
아래는 두 대의 실제 서버를 사용하여 가상의 HTTP 서버를 구축하는 예시이다.
ipvsadm -A -t 192.168.0.1:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.0.1:80 -r 172.16.0.1:80 -m
ipvsadm -a -t 192.168.0.1:80 -r 172.16.0.2:80 -m
- 첫 번째 명령어는 가상 서버에 IP 주소 192.168.0.1과 TCP 포트 80번을 할당한다.
- 부하 분산을 위해 선택된 스케줄링 알고리즘은 라운드 로빈(
-s rr) 방식이다. - 두 번째와 세 번째 명령어는 실제 서버의 IP 주소(172.16.0.1, 172.16.0.2)를 LVS 설정에 추가하는 것이다.
- 전달되는 네트워크 패킷은 마스킹(
-m, NAT 방식) 처리된다.[5]
위에서 구성한 LVS 설정의 상태를 조회하려면 다음 명령어를 사용한다.
# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.0.8 (size=65536)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
- > RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.0.1:80 rr
- > 172.16.0.2:80 Masq 1 3 1
- > 172.16.0.1:80 Masq 1 4 0
참조
[1]
웹사이트
IPVS Software - Advanced Layer-4 Switching
http://www.linuxvirt[...]
linuxvirtualserver.org
2011-02-08
[2]
웹사이트
KTCPVS Software - Application-Level Load Balancing
http://www.linuxvirt[...]
Linuxvirtualserver.org
2011-02-08
[3]
웹사이트
Job Scheduling Algorithms in Linux Virtual Server
http://www.linuxvirt[...]
linuxvirtualserver.org
2011-02-08
[4]
웹사이트
Linux Virtual Server: Load Balance Your Networked Services
http://bobcares.com/[...]
bobcares.com
2013-11-24
[5]
뉴스
Understanding Virtual Server
https://xaro.net/blo[...]
2023-06-18
[6]
웹인용
Job Scheduling Algorithms in Linux Virtual Server
http://www.linuxvirt[...]
linuxvirtualserver.org
2011-02-08
[7]
웹인용
Linux Virtual Server: Load Balance Your Networked Services
http://bobcares.com/[...]
bobcares.com
2013-11-24
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