LVS负载均衡的三种包转发模式及配置

最新推荐文章于 2025-06-23 09:37:46 发布

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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/keil_wang/article/details/88785841

本文详细介绍了LVS（Linux Virtual Server）的三种包转发模式：NAT、IP_TUN（IP隧道）和DR（Direct Routing），包括它们的工作原理、优缺点以及在实际操作中的配置步骤。NAT模式适用于有公网IP限制的情况，IP_TUN模式可跨网段，DR模式性能最佳但要求服务器在同一网段。此外，还讨论了LVS的调度模式如轮询、加权轮询等。

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LVS（Linux Virtual Server Linux) 虚拟服务器

3、DR（Direct Routing）(应用较多)

LVS（Linux Virtual Server Linux) 虚拟服务器

它是一个虚拟的服务器集群系统，1998年5月由章文嵩博士成立，是国内最早出现自由软件项目之一

官网：http://www.linuxvirtualserver.org

中文站点：http://zh.linuxvirtualserver.org

学习LVS之前，我们先来了解一下什么是集群。

集群（cluster）：

就是一组主机，作为一个整体向用户提供一组网络资源，其中单个的主机就是集群的节点（node）

集群种类：

LB负载均衡集群（Load Balance）：几台机器共同提供服务

HA高可用集群（High Availability）：集群发生单点故障时，由备份顶上去

HPC高性能计算集群（High Perfermance Computing）：将几台机器的cpu联合起来，进行并行运算，提高效率

LB负载均衡集群的实现手段：

硬件手段：F5负载均衡器

软件手段：LVS（osi 4层）、Nginx（osi 7层）

LVS集群的三层结构：

1、分发器（director）或者叫负载调度器（load balance）

它是整个集群对外的一个前端机，负责将客户的请求发送到一组服务器上执行，而客户端认为服务是来自一个IP地址（VIP虚拟IP地址）。

2、服务器池（server pool）

是一组真正执行客户请求的服务器real server，用来提供服务，比如：web、ftp、dns、mail等

3、共享存储（shared storage）

为服务器池提供一个共享的存储区，使得服务器池拥有相同的数据。

LVS的三种包转发模式：

1、NAT（网络地址映射）

通过网络地址转换将一组服务器构成一个高性能的虚拟服务器。它支持任何操作系统以及私有网络，并且只需要一个公网IP地址。

缺点：请求量大时，就会有很大的延迟，因为只从一个IP地址出去。

下图是NAT的包转发过程

CIP：客户端IP，也就是公网IP，用于向集群发送请求

VIP：提供服务的虚拟IP

DIP：分发器接受到请求后，由DIP转发出去到各个集群节点

RIP：real ip 真实服务器的IP

2、IP_TUN（IP隧道）

分发器将请求分配到不同的real server上，real server处理后直接回复给客户机，也就是绕过分发器，这样即提高了服务的高效性，也能充分发挥分发器的调度能力。

此模式下，real server可以在任何LAN或WLAN上运行，这意味着允许地理上的分布。服务器必须拥有真实的IP，与客户机通讯，并且支持隧道协议

3、DR（Direct Routing）(应用较多)

与IP tuning类似，相比于IPtun，没有IP封装的开销，但它采用的是物理层技术（修改MAC地址），所有服务器都必须在同一个网段。而tun模式可跨网段

LVS三种包转发模式的比较：

一些属性的比较：

	NAT模式	IP-TUN模式	DR模式
节点要求	可以是任何操作系统	必须支持IP隧道，目前只有Linux	支持虚拟网卡设备，能够禁用设备的ARP相应
网络要求	拥有私网IP的局域网	拥有合法IP（公网地址）的局域网或广域网	拥有合法IP的局域网，节点和调度器必须在同一网段
支持的节点数	10-20个，视调度器的处理能力而定	可以支持100个节点	与IP-TUN相同
网关	调度器就是各节点的网关	节点和自己的网关或路由器连接，