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Node.js的异步I/O

老林 — Mon, 13 Apr 2015 13:42:00 GMT

Linux操作�pȝ��的I/O模型

JAVA的NIO引入了异步I/O�Q�而Node.js宣称的就是异步编�E�，I/O自然是异步的。其实操作系�l�在很早��引入了异步I/O的概念，如下图（摘自Unix�|�络�~�程中的囄��Q�：

我对上图的理解有几点�Q?/p>

从IO讑֤��d��数据到用户内存的整个�q�程都是��q��l�内核来完成�Q?/li>
数据��L��先被拯��到内核缓冲区�Q�再由内核缓冲区拯��到用户内存；
除了异步I/O�Q�其�?�U�I/O模型其实都是��d��的，臛_��在数据从内核拯��到用户内存时是阻塞的�Q?/li>
虽然异步I/O看上��L��理想解决�Ҏ��Q�但实现上现在用得最多的应该是多路I/O复用�Q�有select、poll、epoll的实玎ͼ�性能最好的是epoll�Q?/li>
异步I/O现在被认为有�~�陷�Q�仅支持O_DIRECT而无法支持系�l�缓存�?/li>

Node.js中的异步I/O

因�ؓ内核中的异步I/O有缺��P��现实中的异步I/O通常��q��h��的�U�程池模拟完成，如下图：

Node.js中原本��用了libeio异步I/O库，在v0.9.3后改��己实现的�U�程池来完成异步I/O。所以在Node.js中，除了用户的Javascript代码是单�U�程外，所有I/O都是多线�E��ƈ行执行的�?/p>

Node.js中的异步I/O调用

Node.js通过事�g循环的模式运行，在每一个��@环的�q�程中，通过询问一个或多个观察者来判断是否有事件要处理�Q�而观察者可以有文�gI/O观察者、网�l�I/O观察者等�?/p>

Node.js中异步I/O调用的大致流�E�如下：

发�vI/O调用
1. 用户通过Javascript代码调用Node核心模块�Q�将参数和回调函��C��入到核心模块�Q?/li>
2. Node核心模块会将传入的参数和回调函数��装成一个请求对象；
3. ��这个请求对象推入到I/O�U�程池等待执行；
4. Javascript发�v的异步调用结束，Javascript�U�程�l�箋执行后箋操作�?/li>
执行回调
1. I/O操作完成后，会将�l�果储存到请求对象的result属性上�Q��ƈ发出操作完成的通知�Q?/li>
2. 每次事�g循环时会��查是否有完成的I/O操作�Q�如果有��将��h��对象加入到I/O观察者队列中�Q�之后当做事件处理；
处理I/O观察者事件时�Q�会取出之前��装在请求对象中的回调函敎ͼ�执行�q�个回调函数�Q��ƈ��result当参敎ͼ�以完成Javascript回调的目的�?br />
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老林 2015-04-13 21:42 发表评论

Linux Keepalived 实现双机热备

老林 — Wed, 24 Sep 2014 03:34:00 GMT

试用Keepalived来做双机热备�Q�服务器信息如下�Q?br />

服务�?/strong>	操作�pȝ��	IP	虚拟IP
Server 1	Centos	192.168.18.20	192.168.18.22
Server 2	Centos	192.168.18.21	192.168.18.22

1. 安装Keepalived

2台Server都��用下面的命��o安装Keepalived�Q?br />

yum install keepalived -y

2. Server1 Keepalived 配置

$ vi /etc/keepalived/keepalived.conf

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100 # 优先�U?br />    advert_int 1                 # 心蟩间隔(�U?
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.18.22         # 虚拟IP
    }
}

3. Server2 Keepalived 配置

$ vi /etc/keepalived/keepalived.conf

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP              # 备䆾�?br />    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 99                   # 优先�U�，比主服务器底
    advert_int 1                 # 心蟩间隔(�U?
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.18.22         # 虚拟IP
    }
}

4. 启动Keepalived

$ service keepalived start

启动keepalived后，可看�?台Server都绑定了虚拟IP�Q?br />

$ ip a

# Server 1:
2: eth0:  mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 00:24:8c:8c:67:43 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.18.20/24 brd 192.168.18.255 scope global eth0
    inet 192.168.18.22/32 scope global eth0
    inet6 fe80::224:8cff:fe8c:6743/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever

# Server 2:
2: eth0:  mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 00:23:54:bf:ab:17 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.18.21/24 brd 192.168.18.255 scope global eth0
    inet 192.168.18.22/32 scope global eth0
    inet6 fe80::223:54ff:febf:ab17/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever

5. ��试

��览器访问http://192.168.18.22�Q�出�?This is Server 1.
��?92.168.18.20关闭�Q�再讉K��http://192.168.18.22�Q�出现This is Server 2.

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源文地址�Q?a >http://blog.gopersist.com/2014/09/24/keepalived/

老林 2014-09-24 11:34 发表评论

LVS-DR

老林 — Mon, 28 Apr 2014 03:15:00 GMT

试用IPVS的直接�\由方式来做负载均衡。服务器信息如下�Q?/span>

IP配置信息如下�Q?/span>

服务�?/span>	操作�pȝ��	IP	IP别名	�\|�关
调度服务�?/span>	Centos	192.168.2.90	192.168.2.99	192.168.2.1
实际服务�?/span>	Centos	192.168.2.71	192.168.2.99	192.168.2.1
实际服务�?/span>	Centos	192.168.2.72	192.168.2.99	192.168.2.1

直接路由方式工作在数据链路层�Q�通过修改数据包的MAC地址�Q�将数据包�{发到实际服务器上。实际服务器响应时直接发送给用户端，而不�l�过调度器�?/span>

因�ؓ调度服务器�ƈ没有修改数据包的IP地址�Q�所以我们需要�ؓ实际服务器设�|�与调度服务器相同的IP别名�Q�以使实际服务器接受数据包�?/span>

��度服务器讄��IP别名�Q?/span>

ifconfig eth1:0 192.168.2.99

IP别名与原来的IP地址在��用上�q�没有什么不同，�q�里可以ping�?/span>90�?/span>99两个IP�?/span>

为实际服务器讄��IP别名�Q?/span>

ifconfig lo:0 192.168.2.99 broadcast 192.168.2.99 netmask 255.255.255.255 up

为实际服务器��d��路由规则�Q��它不��d��扑օ�他拥有这�?/span>IP的服务器�Q?/span>

route add -host 192.168.2.99 dev lo:0

防止实际服务器响应针�?/span>IP别名�?/span>ARP�q�播�Q?/span>

echo 1>/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

echo 2>/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

echo 1>/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore

echo 2>/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

使用ipvsadm配置调度服务器：

ipvsadm -A -t 192.168.2.99:8888 -s rr

ipvsadm -a -t 192.168.2.99:8888 -r 192.168.2.71:8888 -g

ipvsadm -a -t 192.168.2.99:8888 -r 192.168.2.72:8888 -g

使用下面的命令将�q�接有效旉��改�ؓ1�U�来��试�Q�：

ipvsadm --set 1 120 300

��览器访�?/span>http://192.168.2.99:8888�Q�每�?/span>1�U�多点击��h��Q�就会交替出�?/span>192.168.2.71�?/span>192.168.2.72�?/span>

老林 2014-04-28 11:15 发表评论

LVS-NAT

老林 — Fri, 25 Apr 2014 06:32:00 GMT

试用IPVS来做负蝲均衡�Q��用了1台双�|�卡服务器和2台单�|�卡服务器，2个网�D�c��服务器信息如下�Q?/span>

IP配置信息如下�Q?/span>

服务�?/span>	操作�pȝ��	�\|�卡	IP
调度服务�?/span>	Centos	eth0	192.168.18.58
调度服务�?/span>	Centos	eth1	192.168.2.90
实际服务�?/span>	Centos	eth0	192.168.2.71
实际服务�?/span>	Centos	eth0	192.168.2.72

1. 首先配置调度服务器：

a) IPVS模块已经内置�?/span>linux2.6.x内核中，可以通过下面的命令查看是否已安装�Q?/span>

modprobe -l | grep ipvs

看到�c�M��下面的输出，表示已经安装�?/span>

kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs.ko

kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs_rr.ko

kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs_wrr.ko

kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs_lc.ko

kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs_wlc.ko

kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs_lblc.ko

kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs_lblcr.ko

kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs_dh.ko

kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs_sh.ko

kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs_sed.ko

kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs_nq.ko

kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs_ftp.ko

kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs_pe_sip.ko

b) 安装IPVS的管理工�?/span>ipvsadm�Q?/span>

yum install -y ipvsadm

c) 清除表中所有记录：

ipvsadm -C

使用下面的命令增加虚拟服务器�Q�采用轮询调度策略：

ipvsadm -A -t 192.168.18.58:8888 -s rr

使用下面的命令添加实际服务器�Q��ƈ采用NAT方式转发数据包：

ipvsadm -a -t 192.168.18.58:8888 -r 192.168.2.71:9999 -m

ipvsadm -a -t 192.168.18.58:8888 -r 192.168.2.72:9999 -m

d) 打开数据包�{发：

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

2. 接下来配�|?/span>2台实际服务器�Q�分别做以下工作�Q?/span>

a) �?/span>9999端口上启动一�?/span>web服务�Q?/span>

配置�?/span>web服务后，当访�?/span>http://192.168.2.71:9999�Ӟ��面�q�回�Q?/span>This is 192.168.2.71.�Q�当讉K��http://192.168.2.72:9999�Ӟ��面�q�回�Q?/span>This is 192.168.2.72.

b) 讄��默认�|�关指向调度服务�?/span>

route del default

route add default gw 192.168.2.90

3. ��试

讉K��192.168.18.58:8888�Q�会昄��This is 192.168.2.71�?/span>This is 192.168.2.72�Q�多�ơ刷新应该要交替出现71�?/span>72�Q�但实际上�ƈ没有�q�样�Q�浏览器只显�C�Z��W�一�ơ相同的内容�Q�也��是ipvsadm每次都选择了同一台服务器。这是因为当一�?/span>TCP�q�接的初�?/span>SYN报文到达�Ӟ��IPVS��选择了一台服务器�Q�后�l�报文会被�{发到相同的服务器。这�?/span>TCP�q�接�?/span>ipvsadm中默认有效时间�ؓ15分钟�Q�可以通过下面的命令查看：

ipvsadm -L --timeout

Timeout (tcp tcpfin udp): 900 120 300

现在��有效时间改�?/span>1�U�来��试�Q��用下面的命��o�Q?/span>

ipvsadm --set 1 120 300

再到��览器中每隔1�U�多点击��h��Q�就会交替出�?/span>71�?/span>72�Q�说明轮询调度正在正常工作�?/span>

老林 2014-04-25 14:32 发表评论

iptables NAT 学习

老林 — Thu, 24 Apr 2014 09:15:00 GMT

��Z��搞清�?/span>iptables NAT的过�E�，做了�q�个实验。��用了1台双�|�卡服务器和1台单�|�卡服务器，2个网�D�c��服务器信息如下�Q?/span>

IP配置信息如下�Q?/span>

服务�?/span>	操作�pȝ��	�\|�卡	IP
调度服务�?/span>	Centos	eth0	192.168.18.58
调度服务�?/span>	Centos	eth1	192.168.2.90
实际服务�?/span>	Centos	eth0	192.168.2.73

1. ��Z��看到调度服务器上的数据�{发过�E�，首先在调度服务器上分�?/span>内核的debug日志�Q?/span>

l �?/span>/etc/rsyslog.conf最后增加：kern.debug /var/log/iptables.log

l 重启日志服务�Q?/span>/etc/init.d/rsyslog restart

2. 启动调度服务器的iptables�q�清�I��?/span>

service iptables start

iptables -F

3. 增加调度服务器的iptables特定日志输出

假设要将对调度服务器8888端口的访问�{发给实际服务器的9999端口处理�Q�在iptables中增加与�q?/span>2个端口相关的日志输出�Q?/span>

iptables -t mangle -A PREROUTING -p tcp --dport 8888 -j LOG --log-level debug --log-prefix "<<<<< PER IN:"

iptables -t mangle -A PREROUTING -p tcp --sport 9999 -j LOG --log-level debug --log-prefix "<<<<< PER IN:"

iptables -t mangle -A POSTROUTING -p tcp --sport 8888 -j LOG --log-level debug --log-prefix ">>>>> POST OUT:"

iptables -t mangle -A POSTROUTING -p tcp --dport 9999 -j LOG --log-level debug --log-prefix ">>>>> POST OUT:"

iptables -t mangle -A POSTROUTING -p tcp --sport 9999 -j LOG --log-level debug --log-prefix ">>>>> POST OUT:"

�q�时�Q�通过��览器访�?/span>http://192.168.18.58:8888可以看到iptables.log中打印出下面的日志：

Apr 24 16:24:35 route-server1 kernel: <<<<< PER IN:IN=eth0 OUT= MAC=00:1f:c6:cb:eb:e0:00:1f:33:de:29:ad:08:00 SRC=192.168.18.25 DST=192.168.18.58 LEN=60 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=63 ID=28721 DF PROTO=TCP SPT=50270 DPT=8888 WINDOW=14600 RES=0x00 SYN URGP=0

Apr 24 16:24:35 route-server1 kernel: <<<<< POST OUT:IN= OUT=eth0 SRC=192.168.18.58 DST=192.168.18.25 LEN=40 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=0 DF PROTO=TCP SPT=8888 DPT=50270 WINDOW=0 RES=0x00 ACK RST URGP=0

虽然�q�个端口上即没有应用�Q�也没有��请求�{发出去，但日志打印出了内核获取到的对�q�个端口的请求�?/span>

4. 配置iptables��对8888的请求�{发到192.168.2.73:9999

iptables -t nat -A PREROUTING -i eth0 -p tcp --dport 8888 -j DNAT --to-destination 192.168.2.73:9999

讉K��http://192.168.18.58:8888�Q�日志中打印如下信息�Q?/span>

Apr 24 16:39:21 route-server1 kernel: <<<<< PER IN:IN=eth0 OUT= MAC=00:1f:c6:cb:eb:e0:00:1f:33:de:29:ad:08:00 SRC=192.168.18.25 DST=192.168.18.58 LEN=60 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=63 ID=56888 DF PROTO=TCP SPT=50274 DPT=8888 WINDOW=14600 RES=0x00 SYN URGP=0

日志中只打印了从eth0收到的对8888端口的请求，�q�是因�ؓ当数据要被�{发到192.168.2.73:9999�Ӟ��默认情况下被��止了�?/span>

5. 打开数据包�{发功�?/span>

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

讉K��http://192.168.18.58:8888�Q�日志中打印如下信息�Q?/span>

Apr 24 16:39:21 route-server1 kernel: <<<<< POST OUT:IN= OUT=eth1 SRC=192.168.18.25 DST=192.168.2.73 LEN=60 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=62 ID=56888 DF PROTO=TCP SPT=50274 DPT=9999 WINDOW=14600 RES=0x00 SYN URGP=0

�W�一条日志显�C�Z��eth0收到了对8888端口的请求，�W�二条日志显�C?/span>iptables已经更改了数据包的目的地�?/span>192.168.2.73:9999�Q��ƈ通过eth1发出厅R�?/span>

但这时请求虽然已�l�被转发到实际处理的服务器，但调度服务器收不到响应，��览器仍在不停重试，日志也在不断打印。这是因为实际服务器收到的数据包的来�?/span>IP是另一个网�D늚��Q�实际服务器回复�Ӟ��发现不是本网�D늚��把数据包发�l�网养I��|�关讄��的是192.168.2.1�Q�这时数据就丢了�?/span>

6. ��实际服务器的默认网兌��|��ؓ192.168.2.90

在实际服务器上执行以下命令：

route del default

route add default gw 192.168.2.90

再次讉K��http://192.168.18.58:8888�Q�日志打印如下信息：

Apr 24 16:47:27 route-server1 kernel: <<<<< PER IN:IN=eth0 OUT= MAC=00:1f:c6:cb:eb:e0:00:1f:33:de:29:ad:08:00 SRC=192.168.18.25 DST=192.168.18.58 LEN=60 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=63 ID=37000 DF PROTO=TCP SPT=50279 DPT=8888 WINDOW=14600 RES=0x00 SYN URGP=0

Apr 24 16:47:27 route-server1 kernel: <<<<< POST OUT:IN= OUT=eth1 SRC=192.168.18.25 DST=192.168.2.73 LEN=60 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=62 ID=37000 DF PROTO=TCP SPT=50279 DPT=9999 WINDOW=14600 RES=0x00 SYN URGP=0

Apr 24 16:47:27 route-server1 kernel: <<<<< PER IN:IN=eth1 OUT= MAC=00:22:b0:de:f7:49:00:24:8c:b4:a1:8c:08:00 SRC=192.168.2.73 DST=192.168.18.25 LEN=40 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=0 DF PROTO=TCP SPT=9999 DPT=50279 WINDOW=0 RES=0x00 ACK RST URGP=0

Apr 24 16:47:27 route-server1 kernel: <<<<< POST OUT:IN= OUT=eth0 SRC=192.168.2.73 DST=192.168.18.25 LEN=40 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=63 ID=0 DF PROTO=TCP SPT=9999 DPT=50279 WINDOW=0 RES=0x00 ACK RST URGP=0

上面�W�一条第二条日志和之前一��P��iptables��目地址更改后，通过eth1�|�卡发送出厅R��第三条日志通过eth1�|�卡接收��C��实际服务器发送过来的数据�Q��ƈ在第四条日志中通过eth0发回��h��斏V�?/span>

老林 2014-04-24 17:15 发表评论

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Node.js中的异步I/O

Node.js中的异步I/O调用

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1. 安装Keepalived

2. Server1 Keepalived 配置

3. Server2 Keepalived 配置

4. 启动Keepalived

5. ���试

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5. ��试