集群系统主要解决：高可靠性。利用集群管理软件，当主服务器故障时，备份服务器能够自动接管主服务器的工作，并及时切换过去，以实现对用户的不间断服务。高性能计算。即充分利用集群中的每一台计算机的资源，实现复杂运算的并行处理，通常用于科学计算领域，比如基因分析，化学分析等。负载平衡。即把负载压力根据某种算法合理分配到集群中的每一台计算机上，以减轻主服务器的压力，降低对主服务器的硬件和软件要求。本文主要展示如何使用LVS来实现实用的WWW负载平衡集群系统。 Linux操作系统上的集群是一种技术，旨在提高系统的高可用性、实现高性能计算和负载平衡。集群系统通过将多台计算机连接在一起，形成一个逻辑上的单一系统，从而达到这些目标。当主服务器发生故障时，集群管理软件可以自动将服务切换到备份服务器，确保不间断的服务。在高性能计算方面，集群能够并行处理复杂的计算任务，例如在基因分析和化学分析等领域。 Linux操作系统提供了多种集群解决方案，其中Linux Virtual Server (LVS)是由章文嵩博士领导的一个优秀项目。LVS被广泛应用于负载平衡场景，特别是对于提供WWW服务。许多商业集群产品，如Red Hat的Piranha和TurboLinux公司的Turbo Cluster，都基于LVS的核心代码。 LVS提供了三种负载平衡方式：NAT（网络地址转换）、DR（直接路由）和IP Tunneling。在实际应用中，DR方式最为常用，因为它能直接将流量路由到真实服务器，减少网络延迟。在这个配置实例中，我们将重点讨论DR方式的LVS负载平衡。 配置LVS集群涉及以下步骤： 1. **网络拓扑**：集群中的服务器通过交换机或集线器连接在同一网段内。理想情况下，虚拟服务器和真实服务器应位于不同网段，以提高性能和安全性。 2. **服务器配置**：虚拟服务器（负载平衡器）接收来自客户端的请求，并将其分发给真实服务器。每台服务器都需要适当的内核和网络配置，例如设置IP地址和虚拟接口。 3. **内核编译**：为了启用LVS功能，需要在虚拟服务器上重新编译内核并应用LVS补丁。这包括下载最新内核源码和LVS补丁，然后在内核源码目录下进行补丁应用和编译。 4. **集群配置**：在虚拟服务器上，配置LVS规则以指定如何将流量分发到真实服务器。这通常涉及设置IPVS规则，定义负载均衡算法（如轮询、最少连接等）。 5. **服务配置**：在真实服务器上，需要配置应用程序以支持集群环境，例如配置Web服务器（如Apache或Nginx）以监听特定的IP和端口。 6. **测试与监控**：完成配置后，通过客户端进行测试，验证负载平衡是否正常工作。同时，需要设置监控工具来跟踪集群的状态，以便在出现问题时快速识别和解决。 Linux集群和LVS提供了一种强大且灵活的方式，通过高可用性、高性能计算和负载平衡来优化服务器资源的使用。这种技术对于处理大量并发请求或执行大规模计算任务的环境尤其有用。正确配置和维护这样的集群系统是保持服务连续性和效率的关键。

Linux操作系统中的集群技术是一种将多台计算机连接在一起，形成一个整体的系统，以解决高可用性（HA）、高性能计算（HP）以及负载平衡等问题。集群系统通过特定的软件配置，能够在主服务器出现故障时，自动将工作负载转移到备份服务器，确保服务的不间断。在实际应用中，尤其是提供WWW服务时，集群技术常常被用来分发流量，减少单个服务器的压力。 LVS（Linux Virtual Server）是章文嵩博士创建的开源集群解决方案，它为多种商业集群产品提供了基础，例如RedHat的Piranha和TurboLinux公司的Turbo Cluster。LVS的工作原理包括NAT（网络地址转换）、DR（直接路由）和IP Tunneling。在实践中，DR模式因其高效性和安全性而最为常用。 配置LVS集群通常涉及以下几个步骤： 1. **网络拓扑**：集群中的服务器需要通过网络设备如交换机或集线器连接。理想情况下，虚拟服务器（负载均衡器）和真实服务器位于不同网段，以提高性能和安全性。 2. **服务器配置**：集群中的服务器可以有不同的硬件和软件配置。LVS允许根据服务器的性能和负载情况调整负载分配策略。在例子中，vs1作为虚拟服务器，将用户请求转发到rs1和rs2真实服务器。所有服务器都需要进行相应的网络配置，如设置IP地址。 3. **内核编译**：为了支持LVS，需要在虚拟服务器上重新编译内核并应用LVS的内核补丁。补丁与当前使用的Linux内核版本相匹配，例如，对于2.2.19内核，需要下载相应的LVS补丁文件。 4. **内核配置**：在重新编译内核时，要确保启用相关的内核模块，如IPVS和必要的网络选项，以便支持LVS的功能。 5. **LVS配置**：在虚拟服务器上设置负载均衡策略，例如DR模式，需要配置IPVS规则，指定真实服务器的IP地址和端口，以及负载均衡算法，如轮询、最少连接数等。 6. **服务启动**：完成配置后，启动LVS服务并监控其运行状态，确保所有服务器正常运行并能响应客户端请求。 7. **测试与优化**：使用客户端（如Windows 2000的client）进行测试，验证负载平衡效果，根据测试结果进行必要的调整和优化。 通过以上步骤，可以建立一个实用的LVS WWW负载平衡集群系统，有效地分散来自客户端的网络流量，提高服务的稳定性和可用性。LVS由于其开源、高效和灵活性，已成为Linux环境下实现集群技术的重要工具。

LVS有三种负载平衡方式，NAT（Network Address Translation），DR（Direct Routing），IP Tunneling。其中最为常用的是DR方式，因此这里只说明DR(Direct Routing)方式的LVS负载平衡。为测试方便，4台机器处于同一网段内，通过一交换机或者集线器相连。实际的应用中，最好能将虚拟服务器vs1和真 实服务器rs1, rs2置于于不同的网段上，即提高了性能，也加强了整个集群系统的安全性。本文给出了一个LVS配置的实例。

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LVS是章文嵩博士发起和领导的优秀的集群解决方案，许多商业的集群产品。LVS有三种负载平衡方式，NAT，DR，IP Tunneling。其中，最为常用的是DR方式，因此这里只说明DR方式的LVS负载平衡。为测试方便，4台机器处于同一网段内，通过一交换机或者集线器相连。实际的应用中，最好能将虚拟服务器vs1和真 实服务器rs1, rs2置于于不同的网段上，即提高了性能，也加强了整个集群系统的安全性。 Linux系统下的集群技术是构建高可用性、高性能和负载均衡解决方案的关键工具，尤其在大型互联网服务和企业级应用中有着广泛的应用。集群系统主要解决三个方面的问题：高可靠性（HA）、高性能计算（HP）以及负载平衡。 高可靠性（HA）通过集群管理软件确保当主服务器发生故障时，备份服务器能无缝接管其工作，确保服务不中断，从而提高系统稳定性。 高性能计算（HP）则是通过并行处理技术，将复杂的计算任务分散到集群中的多台计算机上执行，以提高计算效率，适用于科学计算、大数据分析等领域。 负载平衡则通过特定算法将负载均匀分布到集群中的每台服务器，减少单一服务器的压力，提升整体系统的处理能力。在实际应用中，LVS（Linux Virtual Server）被广泛用来实现负载均衡，特别是为HTTP服务提供支持。 LVS是章文嵩博士领导开发的一种开源集群解决方案，其核心技术被多个商业产品如Red Hat的Piranha和TurboLinux的Turbo Cluster所采用。LVS提供了三种负载平衡模式：NAT（网络地址转换）、DR（直接路由）和IP Tunneling。在实际部署中，DR模式因其高效性和安全性而最受欢迎。 在DR模式下，LVS工作原理是让客户端的请求直接发送到真实服务器，而虚拟服务器仅负责转发控制信息，这种方式减少了网络延迟，提升了性能。在实验环境中，四台服务器配置在同一网段，通过交换机或集线器连接。在生产环境中，虚拟服务器和真实服务器应位于不同网段，以增强安全性和性能。 配置LVS集群需要在虚拟服务器上进行，包括重新编译内核、安装LVS内核补丁等步骤。需要下载最新版本的Linux内核（例如2.2.19）并解压到/usr/src/linux目录。接着，获取与内核版本匹配的LVS补丁，将其解压到同一目录，并使用patch命令应用补丁。随后，重新配置并编译内核，确保LVS功能被集成进去。 集群配置完成后，虚拟服务器（如vs1）会接收客户端（如client）的请求，并根据设定的策略将这些请求分发给真实服务器（如rs1和rs2）。真实服务器需要配置相应的接口（如dummy0）来接收和处理这些请求。每个服务器的网络配置应当明确，例如vs1使用192.168.0.1作为对外接口，rs1和rs2的eth0接口用于内部通信，而dummy0接口则用于接受LVS转发的请求。 通过这样的配置，LVS能够在保持高性能和高可用性的同时，实现负载的智能分配，有效提升整个系统的健壮性和响应速度。对于需要处理大量并发请求的服务来说，LVS集群是一种经济且高效的解决方案。

【Linux系统命令与网络、磁盘参数和日志监控】这一课件主要涵盖了Linux系统管理中的核心知识，包括基础命令的使用、系统性能监控以及优化方法。以下是详细的知识点解析： 1. **Linux基础命令和工具**：这些是日常系统管理的基础，包括`ls`、`cd`、`mkdir`、`rm`等，以及用于信息查询和系统状态监控的命令，如`free`（查看内存状态）、`ping`（网络连通性测试）、`top`（实时系统资源监控）。 2. **CPU性能监控**：`vmstat`显示虚拟内存统计，`mpstat`报告处理器相关统计，`top`和`htop`则提供系统整体的CPU利用率信息。`%usr`、`%sys`、`%idle`、`%iowait`等指标反映了CPU的使用情况。 3. **内存性能监控**：`free`命令可以查看内存和交换空间的使用情况，`vmstat`也提供了内存使用统计。`%free`和`%used`等参数用于分析内存压力。 4. **文件IO性能监控**：`iostat`和`iotop`用于监控磁盘I/O活动，`dstat`则提供更全面的系统资源统计，包括磁盘读写速率。 5. **网络IO性能监控**：`netstat`用于查看网络连接状态，`tcpdump`抓取网络数据包，`sar`记录系统性能历史数据，`blktap`针对块设备的性能监控。 6. **磁盘IO性能**：`hdparm`可以获取硬盘参数，`iostat`显示磁盘I/O统计，`fio`和`sysbench`是磁盘性能测试工具，用于评估磁盘读写速度。 7. **调度程序性能**：这部分可能涉及到Linux内核调度器的工作，如`pidstat`可以跟踪进程调度信息。 8. **日志监控**：`strace`和`ltrace`追踪系统调用和库函数，`lsof`列出系统当前打开的文件，有助于分析进程状态和资源占用。 9. **优化策略**：当发现性能瓶颈时，可以使用`perf`进行性能分析，找出热点函数。`sysbench`进行系统基准测试，找出性能短板。对于高`%iowait`，可能需要优化数据库操作、减少日志输出或调整I/O调度策略。 在实际操作中，了解这些命令的用法并结合系统实际情况灵活运用，能有效地管理和优化Linux系统，提升服务器性能。通过持续监控和调整，可以确保系统稳定运行，避免资源浪费和性能瓶颈。

【Linux系统运行时参数命令、网络、磁盘参数和日志监控】 在Linux系统管理中，了解并熟练运用各种命令是至关重要的。本课程重点涵盖了Linux基础命令、系统性能监控，特别是CPU、内存、磁盘I/O以及网络性能的监控。通过学习这些知识，管理员可以有效地诊断和优化系统的运行状况。 1. **Linux基础命令和工具** - `grep`: 在文件中搜索特定模式的行，支持正则表达式，可与其它命令结合使用。 - `free`: 显示系统内存状态，包括物理内存、交换空间等。 - `ping`: 用于检测网络连通性，测量网络延迟。 - `vmstat`: 显示虚拟内存统计信息，包括进程、内存、块I/O、CPU活动等。 - `iostat`: 监控磁盘I/O性能，报告磁盘的读写速率等。 - `dstat`: 综合性的系统资源监控工具，提供详细的CPU、内存、磁盘I/O、网络等信息。 - `pidstat`: 监控指定或所有进程的资源使用情况，包括CPU、内存、I/O等。 - `top`: 实时显示系统中各个进程的资源占用状况。 - `iotop`: 类似于top的命令，专门用来监控I/O流量。 - `htop`: 交互式的进程查看器，提供了颜色和更友好的界面。 - `mpstat`: 报告各CPU核心的统计信息。 - `netstat`: 显示网络连接、路由表、接口统计等网络相关数据。 - `ps`: 显示当前进程状态。 - `strace`: 跟踪进程的系统调用和信号。 - `ltrace`: 跟踪进程调用的库函数。 - `uptime`: 显示系统运行时间和平均负载。 - `lsof`: 列出系统中打开的文件，包括进程使用的文件、网络连接等。 - `perf`: Linux内核自带的性能分析工具，用于定位性能瓶颈。 - `tcpdump`: 网络数据包分析器，用于捕获和分析网络流量。 - `sar`: 系统活动记录，用于长期收集和分析系统性能数据。 - `blktrace`: 磁盘I/O跟踪工具，分析磁盘I/O行为。 2. **系统性能监控** - **CPU监控**: 关注`%usr`, `%sys`, `%idle`, `%iowait`, `%steal`, `%irq`, `%soft`等指标，理解它们之间的关系和影响。 - **内存监控**: 注意内存的分配、使用和交换情况，以及内存效率。 - **磁盘I/O监控**: 使用`iostat`、`dstat`和`iotop`监控磁盘读写速度，分析`%iowait`的高低以识别I/O瓶颈。 - **网络性能监控**: 使用`netstat`、`tcpdump`等分析网络连接和流量。 3. **性能测试工具** - `sysbench`: 一个多用途的性能测试工具，用于评估CPU、磁盘I/O、内存、线程等性能。 4. **优化技巧** - 理解并分析`top`和`htop`中的各项指标，优化进程调度。 - 通过`grep`和其他命令组合，找出系统中性能瓶颈的线索。 - 根据`iostat`和`dstat`的结果调整I/O密集型任务的执行策略。 - 使用`lsof`找出占用资源的进程，优化资源分配。 - 利用`perf`进行深入的性能剖析，提升代码执行效率。 学习和掌握这些命令及工具，可以帮助Linux管理员实时监控系统状态，及时发现和解决问题，确保系统的稳定性和高性能。同时，持续关注专家如Brendan Gregg的博客，可以获取最新的性能分析技术和最佳实践。

２０１９版linux家谱　　　　　　　　　　　　新版

除了智能数字终端领域以外，Linux在移动计算平台、智能工业控制、金融业终端系统，甚至军事领域都有着广泛的应用前景。这些Linux被统称为“嵌入式Linux”。下面就来看看都有哪些嵌入式Linux在以上领域纵横驰骋吧！

在嵌入式Linux系统编程中，常常会遇到各种挑战，这些问题涵盖了从进程管理、文件操作到进程间通信等多个方面。本文将对两个具体问题进行详细解答，帮助开发者深入理解相关概念和技术。 问题6涉及的是如何使用底层的系统调用实现`system()`函数的功能。`system()`函数通常用于在一个进程中执行shell命令。在给出的代码中，我们使用了`fork()`创建了一个新的子进程，然后在子进程中使用`execve()`来替换当前进程的执行上下文，执行`./tme`这个程序。`fork()`创建了一个与父进程几乎相同的子进程，而`waitpid()`则等待子进程结束。`execve()`函数需要三个参数：程序路径、命令行参数数组以及环境变量指针。在本例中，`buf`数组包含了命令行参数，`environ`则是指向环境变量的指针。 问题7是一个关于进程间通信（IPC）的例子，要求父进程通过信号（signals）将一个整数传递给子进程，而不使用文件或管道等其他通信方式。父进程先读取用户输入的整数，然后通过`kill()`函数发送相应的信号给子进程。在这里，信号被用作数字的载体，例如，信号10代表数字9，信号12代表数字0，信号11表示通信结束。子进程使用`signal()`函数注册信号处理函数`fun()`. 当接收到特定信号时，`fun()`函数会计算整数值并打印出来。这种方法巧妙地利用了信号机制实现了数据传输，但需要注意的是，不是所有信号都可以被捕获和处理，因此必须选择合适的信号值。 接着，问题8要求编写一个简单的模拟聊天程序，使用非网络编程的IPC方式。在这个例子中，选择了消息队列（message queues）作为通信机制。A进程向消息队列发送消息，B进程则从队列中接收并显示消息。消息队列通过``和``头文件中的系统调用进行操作。`msgstruct`结构体定义了消息的格式，包含一个时间戳和消息内容。`msgsnd()`和`msgrcv()`分别用于发送和接收消息。程序使用`pthread`库创建线程，使得A和B进程可以并发地发送和接收消息。当用户输入"QUIT"时，程序退出。 总结以上内容，嵌入式Linux系统编程中的常见问题通常涉及到进程的创建和控制（如`fork()`、`execve()`和`waitpid()`）、进程间通信（如信号和消息队列）、以及对特定问题的创新解决方案设计。理解这些基本概念和技术对于进行有效的嵌入式系统开发至关重要。开发者需要熟悉各种系统调用和库函数的使用，同时具备灵活运用知识解决实际问题的能力。