LVS调试算法总结以及LVS的NAT、DR模型实现

最新推荐文章于 2023-02-19 11:09:42 发布
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文章标签： 算法 lvs
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版权

LVS调试算法总结

ipvs scheduler：根据其调度时是否考虑各RS当前的负载状态

分为两种：静态方法和动态方法

静态方法：

仅根据算法本身进行调度

1.RR:roundrobin,轮询，较常用

2、WRR：Weighted RR，加权轮询，较常用（如：根据各个后端RS配置不同进行不同权重的分配后调度）

3.SH：Source Hashing，实现session sticky，源IP地址hash；将来自于同一个IP地址的请求始终发往第一次挑中的RS，从而实现会话绑定（取IP地址的前三段Hash后取模可以如果hash值一致则表明为同一IP）

4.DH：Destination Hashing：目的地址Hash，第一次轮询调度至RS，后续将发往同一个目的地址的请求始终发送至第一次挑中的RS，典型使用场景时正向代理缓存场景中的负载均衡，如：web缓存

动态方法：

主要根据每个RS当前的负载状态以及调度算法进行调度Overhead=value较小的RS将被调度

1.LC：least connections 适用于长连接应用

overhead=activeconns*256+inactivecoons

2.WLC：weighted LC，默认调度方法，较常用

Overhead=（activeconns*256+inactiveconns）/weight

3.SED:Shortest Expection Delay,初始连接高权重优先，只检查活动连接，而不考虑非活动连接

Overhead=（activeconns+1）*256/weight

4.NQ:Never Queue,第一轮均匀分配，后续SED

5.LBLC：Locality-Based LC，动态的DH算法，使用场景：根据负载状态实现正向代理，实现web cache等

6.LBLCR：LBLC with Replication，带复制功能的LBLC，解决LBLC负载不均衡问题，从负载重的复制到负载轻的RS，实现web cache等

内核版本4.15版本后新增调度算法：FO和OVF

FO（weighted Fail over）调度算法，在此FO算法中，遍历虚拟服务所关联的真实服务链表，找到还未过载（未设置IP_VS_DEST_F_OVERLOAD标志）的且权重最高的真实服务器，进行调度

OVF（Overflow）调度算法，基于真实服务器的活动连接数量和权重值实现。将新连接调度到权重值最高的真实服务器，直到其活动连接数量超过权重值，之后调度到下一个权重值最高的真实服务器，在此OVF算法中，遍历虚拟服务相关联的真实服务器链表，找到权重值最高的可用真实服务器。一个可用的真实服务器需要同时满足以下条件：

  • 未过载（未设置IP_VS_DEST_F_OVERLOAD标志）

  • 真实服务器当前的活动连接数量小于其权重值

  • 其权重值不为零

LVS的NAT、DR模型实现

lvs的nat模型实现

环境准备

#共四台机器
一台：internet client：192.168.10.6/24  GW:无  #仅主机模式
一台：lvs
ens33 仅主机 192.168.10.100/24
ens37 NAT   10.0.0.8/24
​
两台RS：
RS1：10.0.0.7/24 GW:10.0.0.8 NAT
RS1：10.0.0.17/24    GW:10.0.0.8 NAT

配置过程：

[root@internet ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 
TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=static
DEFROUTE=yes
NAME=ens33
UUID=d185405d-15dc-46c6-b68a-f159101fd39d
DEVICE=ens33
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.10.6
NETMASK=255.255.255.0
​
[root@lvs ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=static
DEFROUTE=yes
NAME=ens33
DEVICE=ens33
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.10.100
NETMASK=255.255.255.0
[root@lvs ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens37
TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=static
DEFROUTE=yes
NAME=ens37
DEVICE=ens37
ONBOOT=yes
IPADDR=10.0.0.8
NETMASK=255.255.255.0
​
[root@RS1 ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 
TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=dhcp
DEFROUTE=yes
NAME=ens33
DEVICE=ens33
ONBOOT=yes
IPADDR=10.0.0.7
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=10.0.0.8
​
[root@RS2 ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 
TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=static
DEFROUTE=yes
NAME=ens33
DEVICE=ens33
ONBOOT=yes
IPADDR=10.0.0.17
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=10.0.0.8
​
[root@lvs ~]# cat /etc/sysctl.conf 
# sysctl settings are defined through files in
# /usr/lib/sysctl.d/, /run/sysctl.d/, and /etc/sysctl.d/.
#
# Vendors settings live in /usr/lib/sysctl.d/.
# To override a whole file, create a new file with the same in
# /etc/sysctl.d/ and put new settings there. To override
# only specific settings, add a file with a lexically later
# name in /etc/sysctl.d/ and put new settings there.
#
# For more information, see sysctl.conf(5) and sysctl.d(5).
net.ipv4.ip_forward = 1
​
​
[root@lvs ~]#ipvsadm -A -t 192.168.10.100:80 -s wrr
[root@lvs ~]#ipvsadm -a -t 192.168.10.100:80 -r 10.0.0.7:80 -m 
[root@lvs ~]#ipvsadm -a -t 192.168.10.100:80 -r 10.0.0.17:80 -m 
[root@lvs ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.10.100:80 wrr
  -> 10.0.0.7:80                  Masq    1      0          0         
  -> 10.0.0.17:80                 Masq    1      0          0         
[root@lvs ~]# 
​
#结果验证
​
root@internet ~]# curl 192.168.10.100
10.0.0.17   RS2
[root@internet ~]# curl 192.168.10.100
RS1 10.0.0.7
[root@internet ~]# curl 192.168.10.100
10.0.0.17   RS2
[root@internet ~]# curl 192.168.10.100
RS1 10.0.0.7
[root@internet ~]# curl 192.168.10.100
10.0.0.17   RS2
[root@internet ~]# curl 192.168.10.100
RS1 10.0.0.7
[root@internet ~]# curl 192.168.10.100
10.0.0.17   RS2
[root@internet ~]# curl 192.168.10.100
RS1 10.0.0.7
[root@internet ~]# curl 192.168.10.100
10.0.0.17   RS2
​

lvs的DR模型实现

#共五台机器
一台：internet client：192.168.10.6/24  GW:192.168.10.200  #仅主机模式，网关指向路由器
​
一台：Router
ens33 nat 10.0.0.200/24
ens37 仅主机   192.168.10.200/24
​
一台：lvs
ens33 NAT   DIP：10.0.0.8/24 GW：10.0.0.200
​
两台RS：
RS1：10.0.0.7/24 GW:10.0.0.200 NAT
RS1：10.0.0.17/24    GW:10.0.0.200 NAT

网络环境配置

#internet
[root@internet ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 
TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=static
DEFROUTE=yes
NAME=ens33
UUID=d185405d-15dc-46c6-b68a-f159101fd39d
DEVICE=ens33
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.10.6
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.10.200
​
#router
[root@router ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=static
DEFROUTE=yes
NAME=ens33
DEVICE=ens33
ONBOOT=yes
IPADDR=10.0.0.200
NETMASK=255.255.255.0
[root@router ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens37
TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=static
DEFROUTE=yes
NAME=ens37
DEVICE=ens37
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.10.200
NETMASK=255.255.255.0
#RS1
[root@RS1 ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens37 
TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=static
DEFROUTE=yes
NAME=ens37
DEVICE=ens37
ONBOOT=yes
IPADDR=10.0.0.7
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=10.0.0.200
#RS2
[root@RS2 ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 
TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=static
DEFROUTE=yes
NAME=ens33
DEVICE=ens33
ONBOOT=yes
IPADDR=10.0.0.17
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=10.0.0.200
#LVS
[root@lvs ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 
TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=static
NAME=ens33
DEVICE=ens33
ONBOOT=yes
IPADDR=10.0.0.8
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=10.0.0.200
​

后端RS的IPVS配置

#RS1
root@RS1 ~]# echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore 
[root@RS1 ~]# echo 2 >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce 
[root@RS1 ~]# echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore 
[root@RS1 ~]# echo 2 >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce 
[root@RS1 ~]# ip a a 10.0.0.100/32 dev lo label lo:1
[root@RS1 ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 10.0.0.100/32 scope global lo:1
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: ens37: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:43:fd:9d brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 10.0.0.7/24 brd 10.0.0.255 scope global noprefixroute ens37
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:fe43:fd9d/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
#RS2
[root@RS2 ~]# echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore 
[root@RS2 ~]# echo 2 >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce 
[root@RS2 ~]# echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore 
[root@RS2 ~]# echo 2 >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce 
[root@RS2 ~]# ip a a 10.0.0.100/32 dev lo label lo:1
[root@RS2 ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 10.0.0.100/32 scope global lo:1
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:ff:34:62 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 10.0.0.17/24 brd 10.0.0.255 scope global noprefixroute ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:feff:3462/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

lvs主机配置

[root@lvs ~]#  ip a a 10.0.0.100/32 dev lo label lo:1
[root@lvs ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 10.0.0.100/32 scope global lo:1
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:13:79:6c brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 10.0.0.8/24 brd 10.0.0.255 scope global noprefixroute ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:fe13:796c/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
​
#实现LVS规则
[root@lvs ~]# ipvsadm -A -t 10.0.0.100:80 -s rr
[root@lvs ~]# ipvsadm -a -t 10.0.0.100:80 -r 10.0.0.7:80 -g
[root@lvs ~]# ipvsadm -a -t 10.0.0.100:80 -r 10.0.0.17:80 -g
[root@lvs ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  10.0.0.100:80 rr
  -> 10.0.0.7:80                  Route   1      0          0         
  -> 10.0.0.17:80                 Route   1      0          0      

测试访问

[root@internet ~]# curl 10.0.0.100
10.0.0.17   RS2
[root@internet ~]# curl 10.0.0.100
RS1 10.0.0.7
[root@internet ~]# curl 10.0.0.100
10.0.0.17   RS2
[root@internet ~]# curl 10.0.0.100
RS1 10.0.0.7
[root@internet ~]# curl 10.0.0.100
10.0.0.17   RS2
[root@internet ~]# curl 10.0.0.100
RS1 10.0.0.7
[root@internet ~]# curl 10.0.0.100
10.0.0.17   RS2
[root@internet ~]# curl 10.0.0.100
RS1 10.0.0.7
[root@internet ~]# curl 10.0.0.100
10.0.0.17   RS2
[root@internet ~]# curl 10.0.0.100
RS1 10.0.0.7
[root@internet ~]# curl 10.0.0.100
10.0.0.17   RS2
​
Hayes丶
关注
lvs集群、NAT模式和DR模式、keepalive
Hai990218的博客
07-09 1470
为了维护系统的可用性，可靠性，容错性。DS：director server lvs集群中的主服务器，也就是调度器（即nginx的代理服务器），是集群的核心，调度器就是用来接受客户端的请求转发到后端的服务器。好处在于，对于客户端来说，请求的目标地址始终不变，客户端的配置不需要做特殊修改，只是调度器在对ip和端口进行转换，后端的服务器也不需要更改任何配置。在NAT模式下，lvs会将来自客户端的请求报文中的目标ip地址和端口，修改为lvs内部的ip地址和端口，然后把请求转发到后端服务器。
LVS负载均衡（NAT模式，DR模式，防火墙标记）详细步骤实现
最新发布
weixin_68526810的博客
08-08 1027
LVS:Linux Virtual Server，负载调度器，内核集成，章文嵩，阿里的四层SLB(Server LoadBalance)是基于LVS+keepalived实现相关术语：VS: Virtual Server，负责调度RS:RealServer，负责真正提供服务CIP：Client IP 客户端的IPVIP: Virtual serve IP VS外网的IPDIP: Director IP VS内网的 IPRIP: Real server IP RS内网 IP。
部署【lvs+NAT】
weixin_46923884的博客
05-08 351
一：部署【lvs+NAT】(nat通过网络地址转换实现的虚拟服务器) 1.关闭selinux(systemctl stop selinux 或者 直接修改/etc/selixu/config配置文件) 2.规划lvs调度器vim和dip 真实web服务器rip地址 client(IP地址192.168.4.10) proxy主机作LVS调度器(IP地址:192.168.4.5+192.168.2.5) web1做web服务器(IP地址:192.168.2.100) web2做web服务器(IP地址:192.
存储器电路设计学习记录之 版图验证DRC LVS LPE 及后仿扫盲
coin的博客
03-23 1万+
目录版图设计步骤版图设计方法分类版图设计完成后的验证工作1.设计规则检查 (DRC)2.版图与电路图一致性检查 （LVS）3.电学规则检查（ERC）4.版图寄生参数提取 (LPE)功能仿真（后仿）1. 连写连读2. 连续读写3. 交叉读写4. march C+ 算法 本文主要参考自2007届 西电 杨清宝 的**《嵌入式 SRAM 的高速、低功耗设计及优化》**硕士论文，知网下载。 版图设计步骤 整个版图的设计工作可以分为划分(partition)、布图规划 (floorplanning)，布局(place
NAT（网络地址转换）实现方式以及工作过程配置
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03-18 2万+
NAT（网络地址转换）实现方式以及工作过程配置一. NAT网络地址转换1 .NAT工作原理2. NAT功能3. NAT实现的方式二. 静态NAT三. 动态NAT三. PAT端口多路复用1.PAT的作用2.PAT的类型(1).NATP(2).Easy Ip(3).NAT Server 一. NAT网络地址转换 NAT(Network Address Translation)又称为网络地址转换,用于实现私有网络和公有网络之间的互访。 1 .NAT工作原理 1.NAT用来将内网地址和端口号转换成合法的公网地址
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C++对称NAT网络穿透原理与实现，只适用于线性分配端口的对称NAT网络，对于随机的对称NAT或者更加复杂的类型估计无法成功
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1 引言近年来，随着数据网络通信逐渐融入传统的话音业务领域，VoIP技术越来越成为当前商业考虑的对象，并正在向一种正式的商业电话模式演进，而会话初始协议(SIP，Session Initiation Protoc01)就是用来确保这种演进能够实现而需要的NGN(下一代网络)系列协议中重要的一员。SIP是一个用于建立，更改和终止多媒体会话的应用层控制I办议。SIP因其简睢、灵活、可扩展性强的特点，已...
8.1： 集群及LVS简介 、 LVS-NAT集群 、 LVS-DR集群 、 总结与答疑.docx
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### LVS/NAT与LVS/DR模式集群的概述与配置 #### 一、集群及其重要性 **集群**的概念是指一组通过高速网络互连的计算单元，它们以单一系统的模式进行管理，对外提供一致的服务体验。集群技术的核心优势在于其能够...
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udp打洞，c++实现，Nat
Guyf的专栏
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#pragma once #include // 定义iMessageType的值 #define LOGIN 1 #define LOGOUT 2 #define P2PTRANS 3 #define GETALLUSER 4 // 服务器端口 #define SERVER_PORT 6060 // Client登录时向服务器发送的消息 struct stLoginMessage {
LVS工作模式及配置
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LVS 简介 LVS ，即 Linux Virtual Server ，Linux 虚拟服务器；是一个虚拟的服务器集群，是LB集群的一个实现。 实现集群， 从硬件上实现： 1、F5 2、BIG-IP 从软件实现： 1、LVS（工作在tcp/ip的第四层） 2、haproxy 3、ngnix（工作在第七层） 4、varnish LVS的四种模式 1、DR 2、nat 3、ip-tun 4、full...
lvs模式配置
qq_58328312的博客
08-15 574
添加完网卡后重启虚拟机，即可看到多出一块网卡，并且网段与第一块网卡不同。使用终端访问lvs ip——192.168.136.130。观察到前后两次访问内容有变化即成功配置——访问到两个网站。两块网卡一块为nat模式另一块为仅主机模式。准备三台主机，两台rs，一台链路器。首先需要为lvs主机添加一块新网卡。.........
企业级负载均衡集群——lvs的DR模式（直接路由模式）详细说明
ymeng9527的博客
07-23 1200
1.DR模式的原理 其实就是在一台主机上面搭建lvs服务器，设置lvs的工作模式是DR模式，lvs仅仅是一个调度器，它会把客户端的请求转发给后备服务器 DR模式直接由后备服务器把数据返回给客户端，不需要逆向发送数据包，此时lvs专注做调度就可，效率很高 此时lvs调度器叫做DS调度器(director server)，RS是真正的后端web服务器(real server) Client发送请求 -...
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06-22 328
1.1 keepalived是什么？ Keepalived 软件起初是专为LVS负载均衡软件设计的，用来管理并监控LVS集群系统中各个服务节点的状态，后来又加入了可以实现高可用的VRRP功能。因此，Keepalived除了能够管理LVS软件外，还可以作为其他服务（例如：Nginx、Haproxy、MySQL等）的高可用解决方案软件。 Keepalived软件主要是通过VRRP协议实现高可用功能的。VRRP是Virtual Router RedundancyProtocol(虚拟路由器冗余协议...
LVS三种工作模式（NAT、DR、TUN）原理及配置
f791473571的博客
06-28 1377
首先声明文章出处：《Lvs之NAT、DR、TUN三种模式的应用配置案例 》是由helloworld发表于速学堂的一篇文章，感谢helloworld的分享，内容非常全面充实，因此转载作为复习资料。 LVS 一、LVS简介     LVS是Linux Virtual Server的简写，意即Linux虚拟服务器，是一个虚拟服务器集群系统。本项目在1998年5月由章文嵩博士成立，是中国国内最早出现的自由软件之一。 二、LVS的分类 LVS-NAT：地址转换 LVS-.
LVS负载均衡（LVS简介、三种工作模式、十种调度算法）
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weixin_40470303的博客
06-02 29万+
一、LVS简介       LVS（Linux Virtual Server）即Linux虚拟服务器，是由章文嵩博士主导的开源负载均衡项目，目前LVS已经被集成到Linux内核模块中。该项目在Linux内核中实现了基于IP的数据请求负载均衡调度方案，其体系结构如图1所示，终端互联网用户从外部访问公司的外部负载均衡服务器，终端用户的Web请求会发送给LVS调度器，调度器根据自己预设的算法决定将该请求...
Ubuntu ip报错解决方案 ens33: ＜BROADCAST,MULTICAST＞ mtu 1500 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000
从此不归路
01-04 2万+
之前虚拟机ssh连接没问题，今天竟然连不上了。 打开虚拟机 ip a 网卡ens33没有ip root@ubuntu:~/Desktop# ip a 1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000 link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00 inet 127.0.0.1/8 sc...
LVS简介之DR模式
cute
09-15 789
LVS LVS是一个开源的软件，可以实现LINUX平台下的简单负载均衡，LVS是Linux Virtual Server的缩写，意思是Linux虚拟服务器，目前有三种IP负载均衡技术（VS/NAT、VS/TUN和VS/DR）；八种调度算法（rr,wrr,lc,wlc,lblc,lblcr,dh,sh）： LVS工作在一台server上提供Directory(负载均衡器)的功 能，本身并不提供服...
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