LVS（Linux Virtual Server）原理介绍与简单配置

最近学习了LVS（Linux Virtual Server）的集群技术,把搜集的一些资料整理一下.LVS（Linux Virtual Server）其实就是针对高可伸缩、高可用网络服务的需求,给出了基于IP层和基于内容请求分发的负载平衡调度解决方法,并在Linux内核中实现了这些方法,将一组服务器构成一个实现可伸缩的、高可用网络服务的虚拟服务器.
,lvs需要内核有ipvs支持,确保你的内核支持ipvs后,只需安装ipvsadm就可以把一台服务器配置成负载调度器（Load Balancer）.对外提供服务的IP,也就是我们访问的IP称做VIP.调度器LB的任务主要是分发请求,真正处理的是真实服务器(Real Server).这就是LVS工作的基本方式和一些基本术语,下面是一张结构图.

负载调度器（load balancer）：它是整个集群对外面的前端机,负责将客户的请求发送到一组服务器上执行,而客户认为服务是来自一个IP地址（我们可称之为虚拟IP地址）上的.
服务器池（server pool）：是一组真正执行客户请求的服务器,执行的服务有WEB、MAIL、FTP和DNS等.
共享存储（shared storage）：它为服务器池提供一个共享的存储区,这样很容易服务器池拥有相同的内容,提供相同的服务.

IPVS软件实现了这三种IP负载均衡技术,它们的大致原理如下：

Virtual Server via Network Address Translation（VS/NAT）
通过网络地址转换,调度器重写请求报文的目标地址,根据预设的调度算法,将请求分派给后端的真实服务器；真实服务器的响应报文通过调度器时,报文的源地址被重写,再返回给客户,完成整个负载调度过程.

Virtual Server via IP Tunneling（VS/TUN）
采用NAT技术时,请求和响应报文都经过调度器地址重写,当客户请求越来越多时,调度器的处理能力将成为瓶颈.为了解决这个问题,调度器把请求报 文通过IP隧道转发至真实服务器,而真实服务器将响应直接返回给客户,调度器只处理请求报文.一般网络服务应答比请求报文大许多,采用 VS/TUN技术后,集群系统的最大吞吐量可以提高10倍.

Virtual Server via Direct Routing（VS/DR）
VS/DR通过改写请求报文的MAC地址,将请求发送到真实服务器,而真实服务器将响应直接返回给客户.同VS/TUN技术一样,VS/DR技术可极大地 提高集群系统的伸缩性.这种方法没有IP隧道的开销,对集群中的真实服务器也没有支持IP隧道协议的要求,但是要求调度器与真实服务器都有一块网卡连 在同一物理网段上.

三种IP负载均衡技术的优缺点比较:
杂项　　　　　　　　　VS/NAT　　　　 VS/TUN　　　　　　VS/DR
服务器操作系统　　　　任意　　　　　　支持隧道　　　　　多数(支持Non-arp )
服务器网络　　　　　　私有网络　　　　局域网/广域网　　 局域网
服务器数目(100M网络) 10-20　　　　　 100　　　　　　　 多(100)
服务器网关　　　　　　负载均衡器　　　自己的路由　　　　自己的路由
效率　　　　　　　　　一般　　　　　　高　　　　　　　　最高

针对不同的网络服务需求和服务器配置,IPVS调度器实现了如下八种负载调度算法：
轮叫（Round Robin）
调度器通过”轮叫”调度算法将外部请求按顺序轮流分配到集群中的真实服务器上,它均等地对待每一台服务器,而不管服务器上实际的连接数和系统负载.

加权轮叫（Weighted Round Robin）
调度器通过”加权轮叫”调度算法根据真实服务器的不同处理能力来调度访问请求.这样可以保证处理能力强的服务器处理更多的访问流量.调度器可以自动问询真实服务器的负载情况,并动态地调整其权值.

最少链接（Least Connections）
调度器通过”最少连接”调度算法动态地将网络请求调度到已建立的链接数最少的服务器上.如果集群系统的真实服务器具有相近的系统性能,采用&r

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