A. linux內核進程管理之SMP調度
Linux文件系統詳解
一文透徹了解缺頁異常
ARM架構處理器解析【最全的一篇！】
Linux內核操作系統： 內存映射（圖文詳解）！
代碼大佬的【Linux內核開發筆記】分享，前人栽樹後人乘涼！
Linux文件系統詳解
深入理解Linux內核中的文件系統架構和操作，提供實用的編程技巧和解決方案。
一文透徹了解缺頁異常
詳細解析Linux內核中缺頁異常的原理和處理機制，包括系統調用和內核線程介面。
ARM架構處理器解析【最全的一篇！】
全面解析ARM架構處理器的特性、設計原理以及在Linux內核中的應用。
Linux內核操作系統： 內存映射（圖文詳解）！
詳細介紹Linux內核中內存映射的工作原理、實現機制及其在系統設計中的重要性。
代碼大佬的【Linux內核開發筆記】分享，前人栽樹後人乘涼！
分享Linux內核開發過程中的技巧、經驗和最佳實踐，幫助開發者提高編程技能和效率。
SMP調度詳解
深入分析SMP系統中的進程調度策略，包括處理器親和性設置、調度類拓展、負載均衡演算法等關鍵概念。
進程的cpu親和性設置
解釋如何通過系統調用和API介面來設置進程的cpu親和性，以及內核線程的相關操作。
使用cpuset配置
闡述管理員如何使用cpuset管理進程的處理器親和性和內存資源分配，以及與cgroup的整合。
調度器的拓展
介紹SMP系統中調度器的擴展特性，包括進程的cpu負載均衡和優先順序調整機制。
公平調度類的cpu負載均衡
詳解公平調度類在多處理器系統中的負載均衡實現，關注進程遷移策略和負載均衡演算法。
實時調度類的cpu負載均衡
分析實時調度類如何在處理器負載均衡中實現動態調整，以保證關鍵進程的優先順序。
公平運行隊列的計算與負載均衡
闡述公平運行隊列的計算方法，以及如何基於這些信息執行處理器負載均衡策略。
遷移線程與主動負載均衡
解釋遷移線程在SMP調度中的作用，包括處理遷移請求和執行主動負載均衡的過程。
隔離處理器
說明如何通過引導內核參數來隔離特定處理器，避免它們參與SMP負載均衡。
Linux內核進程管理之SMP調度
總結SMP系統中進程管理的核心概念、實現機制以及最佳實踐，為開發者提供深入理解與高效應用的指南。
B. linux內核SMP負載均衡淺析
在Linux SMP（對稱多處理器）環境下，進程的調度與負載均衡是一個關鍵問題。每個CPU對應一個可執行隊列（run_queue），當進程處於可執行狀態（TASK_RUNNING）時，會被加入到其中一個隊列，以便由調度程序安排在相應的CPU上運行。這種設計有其優勢：持續運行的進程傾向於在同一CPU上運行，有利於進程數據的緩存，提高運行效率；各個CPU的調度程序僅訪問自己的隊列，避免了競爭。然而，這種設計也可能導致各個隊列中的進程不均衡，產生「一些CPU空閑、一些CPU過載」的混亂局面。
為了解決這個問題，引入了負載均衡（load_balance）機制，通過在一定時機將進程從一個隊列遷移到另一個隊列，以保持CPU負載均衡。負載均衡的「均衡」定義涉及對不同調度策略（實時進程與普通進程）的具體邏輯區分。
對於實時進程，調度遵循嚴格優先順序原則。在單CPU環境下，總是運行優先順序最高的進程，直到該進程離開可執行狀態，新優先順序最高的進程開始運行。在SMP環境下，所有CPU運行優先順序最高的進程，如果實時進程數量不足CPU數量，剩餘CPU用於普通進程。實時進程的負載均衡側重於維持優先順序最高的進程在各個CPU上的分布，通過優先順序變化觸發負載均衡，確保實時進程的調度與分配保持平衡。
實時進程的負載均衡通過pull_rt_task和push_rt_task函數實現。pull_rt_task函數將其他CPU的隊列中優先順序較高的實時進程遷移到當前CPU的隊列，而push_rt_task函數則將當前隊列中多餘的實時進程推至其他隊列。這些操作基於優先順序和運行狀態的嚴格規則，確保實時進程的高效分配。
普通進程的負載均衡相對寬松，不強制要求嚴格優先順序關系。普通進程的均衡意味著CPU時間的合理分配，通過允許一定程度的不均衡，採用非同步策略調整負載。普通進程的負載均衡在進程狀態改變（如睡眠、退出可執行狀態）時觸發，嘗試平滑調整系統中的負載分布。
負載均衡的核心邏輯在於維護隊列負載的均衡狀態。實時進程通過特定的優先順序變化觸發負載均衡，而普通進程則在進程狀態改變時觸發。負載均衡的目標是通過平滑的進程遷移，確保各個隊列的負載接近均衡狀態，從而實現CPU資源的有效利用。
調度域（sched_domain）的概念用於描述CPU之間的親緣關系，通過調度域層次結構，內核能夠識別CPU間的親緣性。實時進程的負載均衡在調度域的層次中較為有限，主要關注於調度組間的負載平衡。普通進程的負載均衡則在較低層次的調度域中頻繁進行，以實現更細粒度的負載均衡。
在處理負載均衡時，還需考慮進程親和力、遷移線程以及負載遷移的限制。負載遷移過程中，如果遇到進程親和力限制或進程正在目標CPU上運行，可能會導致遷移失敗。為了解決這種情況，內核會觸發主動負載均衡（active_load_balance），嘗試通過喚醒目標CPU的遷移線程，將未能遷移的進程推到當前CPU上。此外，負載均衡過程中考慮了進程的熱緩存狀態，以減少數據丟失和提高遷移效率。
綜上所述，Linux內核通過一系列策略和機制實現SMP環境下的負載均衡，確保CPU資源的合理分配，提高系統整體性能和穩定性。
C. linux負載均衡lvs原理詳細講解 什麼是lvs負載均衡技術
LVS共有三種模式，優缺點比較如下：
NAT模式
優點：集群中的物理伺服器可以使用任何支持TCP/IP操作系統，物理伺服器可以分配Internet的保留私有地址，只有負載均衡器需要一個合法的IP地址。
不足：擴展性有限。當伺服器節點（普通PC伺服器）數據增長到20個或更多時,負載均衡器將成為整個系統的瓶頸，因為所有的請求包和應答包都需要經過負載均衡器再生。假使TCP包的平均長度是536位元組的話，平均包再生延遲時間大約為60us（在Pentium處理器上計算的，採用更快的處理器將使得這個延遲時間變短），負載均衡器的最大容許能力為8.93M/s，假定每台物理伺服器的平台容許能力為400K/s來計算，負責均衡器能為22台物理伺服器計算。
TUN模式
我們發現，許多Internet服務（例如WEB伺服器）的請求包很短小，而應答包通常很大。
優點：負載均衡器只負責將請求包分發給物理伺服器，而物理伺服器將應答包直接發給用戶。所以，負載均衡器能處理很巨大的請求量，這種方式，一台負載均衡能為超過100台的物理伺服器服務，負載均衡器不再是系統的瓶頸。使用VS-TUN方式，如果你的負載均衡器擁有100M的全雙工網卡的話，就能使得整個Virtual Server能達到1G的吞吐量。
不足：但是，這種方式需要所有的伺服器支持」IP Tunneling」(IP Encapsulation)協議，我僅在Linux系統上實現了這個，如果你能讓其它操作系統支持，還在探索之中。
DR模式
優點：和VS-TUN一樣，負載均衡器也只是分發請求，應答包通過單獨的路由方法返回給客戶端。與VS-TUN相比，VS-DR這種實現方式不需要隧道結構，因此可以使用大多數操作系統做為物理伺服器，其中包括：Linux 2.0.36、2.2.9、2.2.10、2.2.12；Solaris 2.5.1、2.6、2.7；FreeBSD 3.1、3.2、3.3；NT4.0無需打補丁；IRIX 6.5；HPUX11等。
不足：要求負載均衡器的網卡必須與物理網卡在一個物理段上
D. 探索Linux中F5負載均衡的實用性linuxf5
《探索Linux中F5負載均衡的實用性》
隨著越來越多的企業開始遷移到雲伺服器。Linux的可靠性，性能和兼容性使其成為雲計算中的佼佼者。其中最受歡迎的優勢之一，就是其支持多種負載均衡方案。尤其是由F5實現的負載均衡，不僅能夠提高網路效率，還可以提供靈活，可靠，安全的雲平台服務。
F5負載均衡可以用於將多台實例連接到一個統一的伺服器，以分發網路負載和減輕網路壓力。它可以動態地將網路請求分派給多台伺服器，以使用最少的資源提供最大的性能。F5負載均衡具有以下優點：
– 保護服務穩定性：F5負載均衡感知了常見的服務中斷，它可以自動重新分配網路流量到其他健康的伺服器中。這樣可以保護服務穩定性，並有助於實現快速恢復。
– 避免擁堵：F5負載均衡可以自動管理網路請求，以避免單個伺服器的擁堵，並更加有效地分發網路負載，以提高系統性能。
– 優化應用服務：F5負載均衡可以根據客戶端IP准確地定位服務，使得在不同地理位置都能獲得同樣准確的服務。
無論您的企業面臨的是系統可靠性，負載均衡還是高可用性的挑戰，F5負載均衡在Linux中都可以提供有力的支持。此外，用戶可以利用F5的腳本功能，靈活地實現特定的負載均衡解決方案。
以下是F5擴容代碼：
# 定義F5負載均衡器
bigip = BigIP(
hostname=””,
username=””,
password=””
)
# 添加伺服器到負載均衡器
bigip.add_server(“web_server1″, ip_address=”192.0.2.10″, port=80, pool_name=”WebServers”)
# 將添加的伺服器添加到池中
bigip.add_server_to_pool(“WebServers”, “web_server1”)
# 啟用F5負載均衡器
bigip.enable_service()
綜上所述，F5負載均衡的可靠性，性能和兼容性在Linux中顯得尤為重要。它可以有效地提高Linux雲伺服器的性能，提供靈活，可靠，安全的雲平台服務，是Linux雲伺服器深度優化的不可或缺的工具。