LVS 介绍

LVS 介绍

说明：

LVS是Linux Virtual Server的简称
LVS是一个实现负载均衡的开源软件项目
LVS效率要高于Nginx
LVS工作在ISO的第4层（传输层）

LVS架构有三层：

最前端的：负载均衡层（Loader Balancer）
中间的：服务器群组层（Server Array）
最底层的：数据共享存储层（Shared Storage）

LVS三种工作模式：

NAT：调度器将请求的目标IP即vip地址改为Real server的ip，返回数据包也经过调度器调度把原地址改为vip

TUN：调度器将请求来的数据包封装加密通过ip隧道转发到后端的real server上，而real server 会直接把数据返回给客户端，不再经过调度器。

DR：调度器将请求来的数据包的目标mac地址改为real server的mac地址，返回的时候也不经过调度器直接返回给客户端。

LVS八种算法：

轮叫调度(Round Robin)(简称rr)：平均分发给每个请求
加权轮叫(Weighted Round Robin)(简称wrr)：定义某个机器的轮询次数
最少链接(least connection)(简称LC)：判断哪个机器处理链接少（处理请求快）就多发送请求。
加权最少链接(Weighted Least Connections)(简称WLC)：在最少链接的基础上，加入权重。

基于局部性的最少链接（Locality-Based Least Connections）
带复制的基于局部性最少链接（Locality-Based Least Connections with Replication）
目标地址散列（Destination Hashing）
源地址散列（Source Hashing）

LVS的体系架构如图：

LVS三层架构

负载均衡层

　　Load Balancer层：位于整个集群系统的最前端，有一台或者多台负载调度器（Director Server）组成，LVS模块就安装在Director Server上，而Director的主要作用类似于一个路由器，它含有完成LVS功能所设定的路由表，通过这些路由表把用户的请求分发给Server Array层的应用服务器（Real Server）上。同时，在Director Server上还要安装对Real Server服务的监控模块Ldirectord，此模块用于监测各个Real Server服务的健康状况。在Real Server不可用时把它从LVS路由表中剔除，恢复时重新加入。

服务器群组层

　　Server Array层：由一组实际运行应用服务的机器组成，Real Server可以是WEB服务器、MAIL服务器、FTP服务器、DNS服务器、视频服务器中的一个或者多个，每个Real Server之间通过高速的LAN或分布在各地的WAN相连接。在实际的应用中，Director Server也可以同时兼任Real Server的角色。

数据共享存储层

　　Shared Storage层：是为所有Real Server提供共享存储空间和内容一致性的存储区域，在物理上，一般有磁盘阵列设备组成，为了提供内容的一致性，一般可以通过NFS网络文件系统共享数据，但是NFS在繁忙的业务系统中，性能并不是很好，此时可以采用集群文件系统，例如Red hat的GFS文件系统，oracle提供的OCFS2文件系统等。

LVS工作模式

NAT模式

　　特点：防火墙的转发、不同网段通信、数据流量消耗比较大。

　　LVS/NAT：即（Virtual Server via Network Address Translation）也就是网络地址翻译技术实现虚拟服务器，当用户请求到达调度器时，调度器将请求报文的目标地址（即虚拟IP地址）改写成选定的Real Server地址，同时报文的目标端口也改成选定的Real Server的相应端口，最后将报文请求发送到选定的Real Server。在服务器端得到数据后，Real Server返回数据给用户时，需要再次经过负载调度器将报文的源地址和源端口改成虚拟IP地址和相应端口，然后把数据发送给用户，完成整个负载调度过程。可以看出，在NAT方式下，用户请求和响应报文都必须经过Director Server地址重写，当用户请求越来越多时，调度器的处理能力将称为瓶颈。

TUN模式

　　特点：更改目标的IP地址、服务端接收请求数据后直接交给客户端，不通过调度器。

　　LVS/TUN ：即（Virtual Server via IP Tunneling）也就是IP隧道技术实现虚拟服务器。它的连接调度和管理与VS/NAT方式一样，只是它的报文转发方法不同，VS/TUN方式中，调度器采用IP隧道技术将用户请求转发到某个Real Server，而这个Real Server将直接响应用户的请求，不再经过前端调度器，此外，对Real Server的地域位置没有要求，可以和Director Server位于同一个网段，也可以是独立的一个网络。因此，在TUN方式中，调度器将只处理用户的报文请求，集群系统的吞吐量大大提高。

DR模式

　　特点：更改目标mac地址、服务端接收请求数据后直接交给客户端，不通过调度器。

　　VS/DR：即（Virtual Server via Direct Routing）也就是用直接路由技术实现虚拟服务器。它的连接调度和管理与VS/NAT和VS/TUN中的一样，但它的报文转发方法又有不同，VS/DR通过改写请求报文的MAC地址，将请求发送到Real Server，而Real Server将响应直接返回给客户，免去了VS/TUN中的IP隧道开销。这种方式是三种负载调度机制中性能最高最好的，但是必须要求Director Server与Real Server都有一块网卡连在同一物理网段上。

巴特西

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