LVS负载均衡群集之NAT模型&&DR模型

LVS 是linux virtual server 的简写，即linux的虚拟服务器，是一个虚拟的服务器集群系统。ip负载均衡技术是在负载调度器的实现技术中效率最高的，在已有的ip负载均衡技术中，主要通过网络地址转换（即VS/NAT 技术）、由于使用nat技术会使分派器成为瓶颈，所以提出了通过ip隧道实现虚拟服务器（即VS/TUN）和通过直接路由实现虚拟服务器的方法即VS/DR。 VS/NAT、VS/TUN和VS/DR技术是LVS集群中实现的三种IP负载均衡技术。
LVS采用ip负载均衡技术和基于内容的请求分发技术。调度器具有很好的吞吐率，将请求均衡的转移到不同的服务器上执行，且调度器自动屏蔽故障的服务器，从而将一组服务器构成了一个高性能、高可用的虚拟服务器。整个服务器对客户完全透明，而且无需修改客户端和服务器端的程序，所以有透明性、可伸缩性、高可用性和易管理性优点。

采用三层结构：

A：负载调度器director

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。

B：服务器池

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。

C：共享的存储

它为服务器池提供一个共享的存储区，这样很容易使得服务器池拥有相同的内容，提供相同的服务。

NAT模型：

如图所示：外网用户直接访问Director上的VIP地址，在Director 上做DNAT，将请求分派给给real server服务器中的其中一台，请求可以是http、mail、dns或ftp。然后real server将请求结果通过Director的Dip发送给请求者。由于请求和回复都要经过Director，容易使Director成为瓶颈，最多可以有10个节点

DR模型：

如下图所，外网用户直接访问Director上的VIP地址，Director将请求分派给real server 进行处理，当realserver处理后不再经过Director，而是直接送至客户端，绕开了Director，使Director不再成为瓶颈。可以有大量的节点，最多可以有100个节点

LVS调度算法：

当Director收到请求后，需要将请求发送给Real server 进行处理，但是发送哪一台服务器就要按照算法进行分派。

共有十总调度算法：

固定算法4个：按照设置的算法执行，不考虑现实状况

RR：Round-robin 轮循调度算法

WRR：Weighted round-robin 加权的轮循调度算法，权值越大越优先

DH：Destination hashing 目标hash 同一个ip用户的请求都发送给其中的一台固定的realserver

SH：Source hashing 来源hash 当director的前端同时连接有两台或多台路由器或防火墙时，用户通过通过其中一台路由器（或防火墙）将请求发送给director，realserver处理完后将仍然从进入的路由器（或防火墙）的接口出去

动态算法：根据Director中的跟踪表，查看每个服务器的active 和inactive 个数进行调整

LC：least-connection ：最小连接 查看每个节点的active 和inactive数量，根据active* 256+inactive，哪个结果小，就将请求发送给该服务器

WLC：weighted least-connection 加权的最小连接，计算方法：（active* 256+inactive）/权值。，哪个结果小，就将请求发送给该服务器

SED：最少的期望权值 只考虑active激活的连接，不考虑inactive连接。计算方法：（active+1）*256

NQ：永不排队 若果某个节点未处于活动连接，就将下一个请求发送给该节点进行处理

LBLC：当director和服务器之间有squid或varnish缓存服务器时，需要在director上设置，使请求分别到两台缓存服务器上

LBLCR：在LBLC的基础上，若其中一部分人不在访问网站，则下面一台缓存服务器将不会有页面缓存，这时候该缓存服务器将会空闲下来。该算法使下面一台缓存服务器自动复制上面一台缓存服务器的网页，用于提供缓存