LVS负载均衡群集的概念详解

LVS负载均衡群集概念
知识了解
根据实际企业环境的不同，群集所提供的功能也各不同，采用的技术细节也可能各有千秋。然而从整体上来看，需要先了解一些关于群集的共同个性，这样才能在构建和维护群集的工作中，做到心中有数，避免操作的盲目性。
群集的类型
无论是哪种群集，都至少包括两台节点服务器，而对外表现为一个整体，只提供一个访问入口，（域名，IP地址）相当于一台大型计算机。根据群集所针对的目标差异，可分为以下三种类型
1 负载均衡群集（Load Balannce Cluster） 以提高应用系统的响应能力，尽可能地减少，更多的访问请求，减少延迟为目标，获得高并发，高负载,的整体性能
如（DNS轮询， 应用层交换， 反向代理 等）
LB的负载分配依赖于主节点的分流算法，将来自客户端的请求分发给多个节点，从而缓解整个系统的负载压力。
2 高可用群集 (High Availability Cluster) 以提高应用系统的可靠性，尽可能，尽可能地减少中断时间为目标，确保服务的连续性，达到高可用性（HA）容错效果。
如（故障切换 ， 双机热备， 多机热备 等）
HA的工作模式包括双工和主从两种模式。双工即所有节点在线，当出现故障的时候，从节点能自启动切换为主节点。
3 高性能运算群集 ( High Performance Computer Cluster) 以提高应用系统的CPU运算速度，扩展硬件资源和分析能力为目标，获得相当于大型，超级计算机的高性能运算(HPC)能力
如（云计算 网络计算 等）
HCP 高性能依赖于 “分布式运算“ ，”并行计算“，通过专用硬件，和软件将多个cpu，内存等资源整合到一起，实现只有大型，超级计算机才具有的计算能力

负载均衡的分层结构
在经典的负载均衡群集中，包括三个层次的组件

如图 前端至少有一个负载均衡调度器 (Load Balance)，或者称为 Director） 负载响应迸发来自客户机的访问请求，
后端由大量的真实服务器（Real Server） 构成服务器池（Server pool），提供实际的应用服务，整个群集的伸缩性通过增加，删除服务器节点来完成，而这些过程对客户机是透明，为了保持服务一致性，所有节点使用共享储存设备。
第一层，负载调度器 这是访问整个群集系统的唯一的入口， 对外使用的服务器，共有的 VIP (Virtual IP 虚拟IP) 地址，也称为群集 IP地址。通常会配置主，备两台调度器实现热备份，当主调度器失效以后平滑替换至备用调度器，确保高可用性。
第二层 服务器池 群集所提供的应用服务 (如HTTP，FTP)由服务器承担，其中由服务器池承担，其中的每个节点暂时失效时，负载调度器的容错机制就会将其隔离，等待错误排除以后再重新纳入服务器池
第三层 共享存储 为服务器的节点提供稳定，一致的文件存取服务，确保整个群集的统一性。 在Linux/UNIX环境中，共享存储可以使用NAS设备，或者提供NFS(Network File System,网络文件系统) 共享服务的专用服务器。
负载均衡的工作模式
关于群集的负载调度技术。可以基于IP 端口 内容等进行分发，其中基于IP的负载调度效率最高的。 基于IP的负载均衡模式，常见的有地址转换，IP隧道和直连路由三种工作模式
地址转换 (Network Address Translation) 简称NAT模式类似于防火墙的私有网络结构，负载调度器作为所有服务器节点的网关，即作为客户机的访问入口，也是各节点回应客户机的访问出口，服务器节点使用私有IP地址，与负载调度器位于同一个物理网络，安全性要优于其他两种
IP隧道 (IP Tunnel) 简称TUL模式，采用开放式的网络结构，负载调度器仅作为客户机的访问入口，各节点通过各自的Internt连接直连回答客户机。而不再经过负载均衡调度器。服务器节点分散在互联网中的不同位置，具有独立的公网IP地址，通过专用IP隧道与负载调度器互相通信
直连路由 (Direct Routing) 简称DR模式，采用半开放式网络结构，与TUN模式的结构类似，但各节点服务器通过本地网络连接，不需要要专用的IP隧道。

以上三种工作模式中，NAT方式只需要一个公网IP地址，从而成为最易用的一种负载均衡模式，安全性也比较好，许多硬件负载均衡设备就是采用这种方式，相比较而言，DR模式和TUN模式的负载能力更加强大，适用范围广，但节点的安全性稍微差一些