LVS原理介绍

LVS原理介绍

     

基于LVS的服务器集群主要由两部分组成，即负载调度器（Load Balancer，简称LB）和真正提供服务的服务器（Real Server，简称RS）。RS对外是不可见的，用户需要通过访问LB来获得服务，所以LB也称为虚拟服务器（Virtual Server）,它对外公开的IP称为VIP（Virtual IP）。

     LB接收到用户的请求后，会根据设置的转发模式和负载均衡调度算法将请求转发给RS，RS再将结果返回给LB或用户（返回给谁跟转发模式有关）。

     LVS的转发模式主要有三种：网络地址转换（NAT，Network Address Translation）、IP隧道（TUN，IP Tunneling）和直接路由（DR，Direct Routing）。

     NAT模式：网络地址转换技术应该都不陌生，就是将一个IP地址转换为另一个IP地址的技术。通常当一个内部网络中的主要要访问Internet或被Internet访问时，就需要采用NAT技术，将内部地址（10.0.0.0/255.0.0.0、172.16.0.0/255.240.0.0、192.168.0.0/255.255.0.0）转化为在Internet上可用的外部地址。

     下面是LVS采用NAT模式的部署图：

       DR模式：NAT模式中，请求和响应的数据包都需要通过LB，当RS的数目过多时，LB可能成为整个集群的新瓶颈。因为大多数Internet服务都有这样的特点：请求报文较短而响应报文往往包含大量的数据。如果能将请求和响应分开处理，即LB只负责调度请求而响应直接返回给客户，将极大地提高整个集群的吞吐量。

      TUN模式：IP隧道技术是将一个IP数据报封装成另一个IP数据报的技术，使得被封装的数据报可以被转发到另一个IP地址。

TUN模式与DR模式基本相同。不同的是：

1． TUN模式中，LB和RS必须支持“IP Tunneling”或者“IP Encapsulation”协议

2． LB和RS的VIP配置在tunl0虚拟网卡上

3． LB将请求报文封装成一个新的IP报文，新的IP包的目的IP是某一RS的IP，然后转发给RS，RS收到报文后解封装，取出用户的请求报文，发现目的IP是VIP，而自己的tunl0网卡上配置了这个IP，从而处理请求并将结果直接发送给客户。DR模式中LB修改的是目的MAC

4． LB与真实服务器不必在同一网段，只要路由可达即可。如果不再同一网段，不会存在arp问题。

    调度算法：

    1. 轮询调度（Round Robin，rr)

     2.  加权轮叫（Weighted Round Robin，wrr）

    3.  最少链接（Least Connections，lc）

    4.  加权最少链接（Weighted Least Connections，wlc)

    5.  基于局部性的最少链接（Locality-Based Least Connections，lblc）

    6.  带复制的基于局部性最少链接（Locality-Based Least Connections with Replication，lblcr）

    7.  目标地址散列（Destination Hashing，dh）

    8.  源地址散列（Source Hashing，sh）

    9.  最短的期望的延迟（Shortest Expected Delay Scheduling SED，sed）

    10. 最少队列调度（Never Queue Scheduling，nq）