大流量、高负载LVS系统优化注意事项

FragranceM

　　如上图所示，首先分配一个指针数组，数组的每个元素是一个链表的头指针，每个链表称为一个槽（Slot）。哪个数据应该放入哪个槽中由哈希函数决定，在这个例子中我们简单地选取哈希函数h(x) = x % 11，这样任意数据x都可以映射成0~10之间的一个数，就是槽的编号，将数据放入某个槽的操作就是链表的插入操作。
　　如果每个槽里至多只有一个数据，可以想像这种情况下search、insert和delete操作的时间复杂度都是O(1)，但有时会有多个数据被哈希函数映射到同一个槽中，这称为碰撞（Collision），设计一个好的哈希函数可以把数据比较均匀地分布到各个槽中，尽量避免碰撞。如果能把n个数据比较均匀地分布到m个槽中，每个糟里约有n/m个数据，则search、insert和delete和操作的时间复杂度都是O(n/m)，如果n和m的比是常数，则时间复杂度仍然是O(1)。一般来说，要处理的数据越多，构造哈希表时分配的槽也应该越多，所以n和m成正比这个假设是成立的。
　　关联到IPVS，ip_vs_conn_tab_size 指的就是“槽”的数量。 N 指的应该是所有的调度对象 struct ip_vs_conn 的数量。
　　确定 ip_vs_conn_tab_bits 的最佳值：
　　假如你的 LVS 上每秒有 W 个“连接”建立， 平均每个“连接”将要保持 S 秒，即每个连接工作 S 秒，最佳 ip_vs_conn_tab_bits 值应该满足 2 的 ip_vs_conn_tab_bits 次方靠近 W*S。最佳的 ip_vs_conn_tab_bits = log(W*S,2).
　　还有一个容易的方法：
　　使用 slabtop 观察 ip_vs_conn 结构的数量（OBJS），当然，应该是在系统流量最高的时候取得这个值，对该值求以 2为底 的对数，log(OBJS,2)。
　　获取ip_vs_conn OBJS的值：awk ‘/ip_vs_conn/{print $3}’ /proc/slabinfo
　　这个最佳值，以我理解，就是上面 “哈希表”结构说明中提到的M值，而 OBJS 就是 N 值 ，当M接近 N的时候，哈希表的复制度为O(1)，为最佳状态。
　　使我不解的是，这里为什么不设置的更大一些，仅仅是浪费一些内存而且（一个条目用去8或者16个字节）。即使取最大值 20,在64位内核上，也才只占去16M的内存，在32位的内核上，占去8M内存。
　　IPVS的默认值是12，32位机用掉 32K，64位机用掉 64K内存。假如不是因为小内存容易使用CPU缓存，那么就一定是为了节省内存，在服务器上，这样的策略，明显落后了。
　　问题的关键是查明 vmalloc() 函数的作用。
　　vmalloc() 函数的作用：
　　申请逻辑地址连续的内存，返回首内存地址。
　　看来IPVS连接哈希表的大小，与使用的内存（是高速缓存，还是普通内存）并无影响。
　　调整 ip_vs_conn_tab_bits的方法：
　　新的IPVS代码，允许调整 ip_vs_conn_bits 的值。而老的IPVS代码则需要通过重新编译来调整。
　　在发行版里，IPVS通常是以模块的形式编译的。
　　确认能否调整使用命令 modinfo -p ip_vs（查看 ip_vs 模块的参数），看有没有 conn_tab_bits 参数可用。假如可以用，那么说时可以调整，调整方法是加载时通过设置 conn_tab_bits参数：
　　在 /etc/modprobe.conf 添加下面一行
　　options ip_vs conn_tab_bits=20
　　假如没有 conn_tab_bits 参数可用，则需要重新调整编译选项，重新编译。
　　很不幸，即使将CentOS内核升级到最新版，也不支持这个参数，只能自定义编译了（没有编译成功，很郁闷）。
　　另外，假如IPVS支持调整 ip_vs_conn_tab_bits，而又将IPVS集成进了内核，那么只能通过重启，向内核传递参数来调整了。在引导程序的 kernel 相关的配置行上，添加：ip_vs.conn_tab_bits=20 ，然后，重启。
　　最终建意：
　　增大哈希表，调到 ip_vs_conn_tab_bits 到 20 。有一种说法是哈希表过大，会影响性能。但是根据我对哈希算法的理解，这种说法没有道理。
　　另一个有力的证据是，IPVS的作者也是这样配置的。