lvs三种工作模式

本文深入解析负载均衡技术的三种模式:NAT模式、隧道模式和DR模式。详细介绍了每种模式的工作原理,包括数据包的转发过程,以及各自的优缺点。帮助读者理解负载均衡在不同场景下的应用。

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nat

这个是通过网络地址转换的方法来实现调度的。首先调度器(LB)接收到客户的请求数据包时(请求的目的IP为VIP),根据调度算法决定将请求发送给哪个后端的真实服务器(RS)。然后调度就把客户端发送的请求数据包的目标IP地址及端口改成后端真实服务器的IP地址(RIP),这样真实服务器(RS)就能够接收到客户的请求数据包了。真实服务器响应完请求后,查看默认路由(NAT模式下我们需要把RS的默认路由设置为LB服务器。)把响应后的数据包发送给LB,LB再接收到响应包后,把包的源地址改成虚拟地址(VIP)然后发送回给客户端。

优点:只需要一个合法ip

缺点:响应和请求都要经过负载,当节点过多时,大量数据包集中在负载均衡器上,会达到瓶颈。

隧道模式

采用NAT模式时,由于请求和响应的报文必须通过调度器地址重写,当客户请求越来越多时,调度器处理能力将成为瓶颈。为了解决这个问题,调度器把请求的报文通过IP隧道转发到真实的服务器。真实的服务器将响应处理后的数据直接返回给客户端。这样调度器就只处理请求入站报文,由于一般网络服务应答数据比请求报文大很多,采用VS/TUN模式后,集群系统的最大吞吐量可以提高10倍。

优点:减少了一半的对负载均衡器的访问。提高了性能。

缺点:每个rs都需要一个合法ip,

dr模式

当客户端请求VIP时,会将请求先发给Director(调度器),调度器发现请求的是一组集群服务,根据调度算法将这一请求转发给RealServer,注意在转发的过程中,仅仅是修改了数据报文中的MAC地址,所以这也是为什么我们要求DR和RS必须在同一个物理网络内,就是为了保证可以通过修改MAC地址而进行数据报文的转发。当RealServer处理请求,响应数据,发送响应数据给客户端,按理说此时的数据包的源IP为RIP,目标IP为CIP,虽然能找到客户端,但是客户端是不收该数据包的,因为并没有请求该RIP ,现在的做法就是进行IP欺骗,即就是修改源 IP 为 VIP,但是不可以将VIP设置在出口网卡上,否则会响应客户端的arp request,造成client/gateway arp table紊乱,以至于整个load balance都不能正常工作。要在lo接口上配置VIP,并将此 VIP 屏蔽,但是出去时候的数据包被路由转换,转换后的 IP不再是 VIP,所以要重新设置路由。

  另外关于各服务器网络的配置,首先每个服务有一个独立网卡即可。在DR上将DIP配置eth0上,将VIP配置在网络别名上,这样是为了以后调度器做高可用方便VIP做IP地址飘移。在各RS上同样需要配置好VIP,这样个RS就可以直接响应Client,而不需要再经过DR,但是一个物理网络之内是不允许有多个同名IP的,所以需要修改RS的内核参数,并且将VIP配置在LO上,让其保留VIP但是不允许对外进行广播,这样从RS出去的报文源地址就是VIP,当然这需要从真实的物理网卡出去,所以必须加一条路由,让访问VIP的数据包请求,对其响应的是配置了VIP的网卡,这样响应出去的报文源地址就是VIP,可以被Client接受。

优点:只要一个合法ip,性能最高

缺点:只能在一个物理段上。

LVS(Linux Virtual Server)是一个用于构建高性能、高可用性的服务器集群的软件。它支持四种工作模式,它们是: 1. NAT模式(Network Address Translation):在NAT模式下,负载均衡器将客户端请求的源IP地址和端口转换为负载均衡器自身的IP地址和端口,并将请求转发给后端服务器。这种模式适用于需要隐藏后端服务器真实IP地址的场景。 2. IP隧道模式(Tunneling):在IP隧道模式下,负载均衡器将客户端请求封装在一个新的IP包中,并将该包的目的IP地址设置为后端服务器的IP地址,然后将请求发送给后端服务器。该模式适用于需要直接将请求发送给后端服务器的场景。 3. DR模式(Direct Routing):在DR模式下,负载均衡器将客户端请求的目标MAC地址设置为后端服务器的MAC地址,并将请求转发给后端服务器。后端服务器处理完请求后,直接发送响应给客户端,不经过负载均衡器。这种模式适用于后端服务器和负载均衡器在同一子网内的场景。 4. TUN模式(Routing):在TUN模式下,负载均衡器将客户端请求封装在一个新的IP包中,并将该包的目标IP地址设置为后端服务器的IP地址,然后将请求发送给后端服务器。后端服务器处理完请求后,将响应发送给负载均衡器,再由负载均衡器发送给客户端。这种模式适用于后端服务器和负载均衡器在不同子网内的场景。 这些工作模式的选择取决于具体的应用场景和网络架构需求。
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