lvs负载均衡

1、LVS负载均衡

Linux Virtual Server项目的目标 ：使用集群技术和Linux操作系统实现一个高性能、高可用的服务器，它具有很好的可伸缩性（Scalability）、可靠性（Reliability）和可管理性（Manageability）。

  lvs首先是基于tcp四层传输层协议，它根据请求报文的目标IP和PORT将其转发至后端主机集群中的某一台主机(根据挑选算法)
Linux服务器集群系统介绍

1.1、LVS组件

ipvsadm (定义集群服务写规则) /ipvs (工作于内核中INPUT链)
ipvsadm: 用户空间的命令行工具，用于管理集群服务(增删查改)
ipvs: 工作于内核中netfilter INPUT钩子上：

1.2、LVS集群的特点

LVS集群的特点可以归结如下：

功能
  有实现三种IP负载均衡技术和八种连接调度算法的IPVS软件。在IPVS内部实现上，采用了高效的Hash函数和垃圾回收机制，能正确处理所调度报文相 关的ICMP消息（有些商品化的系统反而不能）。虚拟服务的设置数目没有限制，每个虚拟服务有自己的服务器集。它支持持久的虚拟服务（如HTTP Cookie和HTTPS等需要该功能的支持），并提供详尽的统计数据，如连接的处理速率和报文的流量等。针对大规模拒绝服务（Deny of Service）***，实现了三种防卫策略。

适用性
  后端服务器可运行任何支持TCP/IP的操作系统，包括Linux，各种Unix（如FreeBSD、Sun Solaris、HP Unix等），Mac/OS和Windows NT/2000等。

负载调度器能够支持绝大多数的TCP和UDP协议：

性能
  LVS服务器集群系统具有良好的伸缩性，可支持几百万个并发连接。配置100M网卡，采用VS/TUN或VS/DR调度技术，集群系统的吞吐量可高达1Gbits/s；如配置千兆网卡，则系统的最大吞吐量可接近10Gbits/s。

可靠性
  LVS服务器集群软件已经在很多大型的、关键性的站点得到很好的应用，所以它的可靠性在真实应用得到很好的证实。有很多调度器运行一年多，未作一次重启动。

软件许可证
  LVS集群软件是按GPL（GNU Public License）许可证发行的自由软件，这意味着你可以得到软件的源代码，有权对其进行修改，但必须保证你的修改也是以GPL方式发行。

2、lvs模式

三种： NAT,DR,TUN，下面将详细介绍它们的特点及工作原理
一个特别棒的LVS原理讲解

2.1、LVS NAT

1、工作原理

  当CIP发起一个连接，此时源IP为CIP，目标IP为VIP，VIP收到后交给DR，DR根据算法,算出最优的一台后端服务器, 这时会将客户端的请求地址变为RIP，由于报文的目标地址是自己，所以会响应该请求，并将响应报文返还给LVS,然后RS将目标地址修改为本地返回给客户端，这样DR同时处理两次很容易成为性能瓶颈。

2、特性
    1.RS 的应该使用私有地址
    2.RS 的网关必须指向 DIP
    3.RIP 和 DIP 必须在同一网段内
    4. 请求和响应的报文都得经过 Director ，在高负载场景中， Director 很可能成为性能瓶颈
    5. 支持端口映射

2.2、LVS DR

1、工作原理

  当CIP发起一个连接，此时源IP为CIP，目标IP为VIP，VIP收到后交给DR，DR根据算法,算出最优的一台后端服务器(前面的与NAT是一样的), 不修改也不封闭IP报文，直接修改目标MAC地址，然后通过二层广播到RS服务器，RS服务器处理完之后，通过LO接口给eth0直接返回客户端，此时Lo接口Ip是DIP的IP地址

2、特性
    1.RS 可以使用私有地址，还可以使用公网地址，此时可以直接通过互联网连入 RS ，以实现配置、监控等
    2.RS 的网关一定不能指向 DIP
    3.RS 跟 Dirctory 要在同一物理网络内（不能有路由器分隔） dip 跟 rip 最好在同一网络内
    4.请求报文经过 Directory ，但响应报文一定不经过 Director
    5.不支持端口映射

LVS TUN

1、工作原理

  采用NAT技术时，由于请求和响应报文都必须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，所以调度器只处理请求报文。由于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。

LVS 调度方式

    rr: 轮询
    wrr: 加权轮询
    lc: 最少连接
    wlc: 加权最少连接
    sh：源地址Hash
    dh：目标地址Hash

3、配置

3.1、LVS NAT

  特性：vip使用私有网段,网关指向DIP，同一个网段。