【译】告别 IPVS，拥抱 Cilium/XDP? | 深入浅出 eBPF

原创 已于 2022-07-19 20:54:08 修改 · 1.1k 阅读 · 2 ·
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于 2022-07-19 20:52:27 首次发布
Seznam.cz技术团队分享了他们如何从IPVS迁移到Cilium的XDP（eXpress Data Path）独立L4负载均衡器，以应对流量增长和硬件短缺。Cilium的XDP模式在高流量场景下表现出色，减少了CPU使用，提高了性能。在生产环境中切换到L4LBXDP后，他们发现CPU负载显著降低，处理能力增强。Cilium的加权后端功能开发完成后，他们计划全面切换到L4LBXDP。

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Seznam.cz 是一家捷克技术公司，开发定制搜索引擎、广告平台、在线地图、内容管理系统，以及私有云服务、定制硬件和数据中心。

1. 架构

Seznam 的基础设施早期采用 F5 硬件负载平衡器，但几年前我们切换到了软件负载均衡器。到目前为止，我们一直在使用 多层 架构：

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LVS的核心组件是IPVS、LVS 调度器？还是IPVS 、ipvsadm，还是：调度器、真实服务器？
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<think>我们正在讨论LVS的核心组件。根据之前的对话和引用内容，我们需要明确LVS的核心组件包括哪些部分。 引用[1]提到了ipvsadm工具和相关的配置文件，引用[2]明确指出ipvsadm是工作在用户空间，负责为ipvs内核模块编写规则。引用[3]则提到了IPVS和Netfilter的关系。 回顾之前的问题：用户问“LVS的核心组件是IPVS和LVS调度器吗？”我们回答“是的”，并详细说明了IPVS和LVS调度器。但用户现在进一步询问核心组件是否包括IPVS、LVS调度器、ipvsadm还是调度器和真实服务器？ 我们需要澄清： 1. IPVS：是Linux内核的一个模块，实现负载均衡的核心转发功能。 2. LVS调度器：实际上指的是IPVS模块中实现的调度功能（如轮询、加权等），通常我们说的LVS调度器就是由IPVS模块来担任的。 3. ipvsadm：是用户空间的一个管理工具，用于配置IPVS规则，它本身不是核心组件，而是管理工具。 4. 真实服务器（Real Server）：是后端提供服务的服务器，它们不属于LVS系统本身的组件，而是被负载均衡的对象。 因此，严格来说，LVS的核心组件是： - IPVS（内核模块，负责数据转发和调度） - LVS调度器（调度功能，由IPVS模块实现） 而ipvsadm是一个用户空间的管理工具，用于配置IPVS（即配置调度器和后端服务器等）。真实服务器是后端服务节点，不属于LVS系统。 所以，回答用户：LVS的核心组件包括IPVS和LVS调度器（调度器功能由IPVS实现），而不包括ipvsadm和真实服务器。 但是，我们也要注意，在配置LVS时，ipvsadm是必不可少的工具，但它不是运行时的核心组件。 根据引用[2]：“ipvsadm工作在用户空间，负责为ipvs内核模块编写规则”，这明确说明ipvsadm是一个配置工具。 因此，我们给出以下回答： 核心组件： 1. IPVS：位于Linux内核中的负载均衡引擎，负责接收请求并根据调度算法将请求转发给后端真实服务器。 2. LVS调度器：即IPVS模块中实现的调度算法（如轮询、加权轮询等），它是IPVS的核心功能之一。 非核心部分： - ipvsadm：用于配置IPVS规则的用户空间工具（重要但不是核心组件）。 - 真实服务器：后端实际提供服务的服务器，不属于LVS系统。 同时，我们也要注意，在LVS的架构中，调度器通常指的是整个LVS负载均衡器（包括IPVS模块和配置），但在组件层面，核心就是IPVS。 所以，我们可以这样总结： LVS的核心是IPVS内核模块，它实现了虚拟服务器（Virtual Server）的功能，包括请求的调度（即调度器功能）。因此，核心组件就是IPVS（包含调度器功能）。 注意：有时我们会说LVS调度器，其实指的就是IPVS的调度功能。 因此，回答用户的问题：LVS的核心组件包括IPVS（包含调度器功能），而不包括ipvsadm和真实服务器。 引用说明： 引用[2]指出ipvsadm是用户空间工具，用于配置IPVS规则。 引用[1]提供了ipvsadm的相关文件路径，说明它是管理工具。 我们可以在回答中引用这些内容。 另外，用户可能混淆了“调度器”的概念。在LVS中，整个负载均衡服务器（通常称为Director）上运行着IPVS模块，而调度器（scheduler）指的是IPVS中使用的调度算法。因此，调度器是IPVS的一部分。 所以，我们回答： LVS的核心组件是IPVS（包含调度器功能）。ipvsadm是配置工具，真实服务器是后端服务节点，不属于LVS核心组件。 生成相关问题： 1. IPVS模块是如何在内核中实现流量转发的？ 2. 如何通过ipvsadm配置LVS的调度算法？ 3. LVS的负载均衡器（Director）和真实服务器（Real Server）之间如何协作？</think>根据LVS架构分析，其核心组件组成如下： ### LVS核心组件解析 1. **IPVS（核心引擎）** - Linux内核级流量转发模块，通过Netfilter框架实现负载均衡[^3] - 主要功能： - 接收客户端请求 - 执行调度算法选择后端服务器 - 支持NAT/DR/TUN三种转发模式 - 验证方式： ```bash lsmod | grep ip_vs # 检查内核模块加载 cat /proc/net/ip_vs # 查看运行时状态 ``` 2. **LVS调度器（策略层）** - 集成在IPVS中的调度逻辑 - 实现调度算法： - 静态算法：RR（轮询）、WRR（加权轮询）、SH（源地址哈希） - 动态算法：LC（最少连接）、WLC（加权最少连接）[^2] - 工作流程： ```mermaid graph LR A[客户端请求] --> B(IPVS内核模块) B --> C{调度器决策} C --> D[Real Server 1] C --> E[Real Server 2] ``` ### 非核心但关键组件 3. **ipvsadm（管理工具）** - **用户空间配置工具**（`/usr/sbin/ipvsadm`） - 作用：向IPVS注入规则（非常驻组件）[^1][^2] - 典型操作： ```bash # 添加虚拟服务（调度器配置） ipvsadm -A -t VIP:80 -s wrr # 添加真实服务器（权重调整） ipvsadm -a -t VIP:80 -r RIP1:80 -g -w 3 # DR模式,权重3 ``` 4. **真实服务器（非LVS组件）** - 后端业务服务器（Real Server） - 不属于LVS系统，而是被负载均衡的对象 ### 组件关系总结 | 组件 | 是否核心 | 角色说明 | |---------------|----------|----------------------------| | **IPVS** | ✓ | 内核级流量转发引擎 | | **LVS调度器** | ✓ | IPVS内置的调度策略逻辑 | | **ipvsadm** | ✗ | 用户空间配置工具（非常驻） | | **真实服务器**| ✗ | 被负载的后端业务节点 | > **结论**： > LVS的核心组件是 **IPVS内核模块** 和其内置的 **调度器功能**。 > `ipvsadm`是配置工具（非运行核心），真实服务器属于外部资源（非LVS组件）[^1][^2][^3]。 ---
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