LVS三种集群模式（NAT DR TUN）
注：名词解释
1、DS：Director Server.指的是前端负载均衡器节点。
2、RS：Real Server.后端真实的工作服务器。
3、VIP：向外部直接面向用户请求，作为用户请求的目标的IP地址。
4、DIP：Director Server IP ，主要用于和内部主机通讯的IP地址。
5、RIP：Real Server IP ，后端服务器的IP地址。
6、CIP：Client IP,访问客户端的IP地址。一、LVS-NAT
NAT 即网络地址转换，其作用是通过数据报头的修改，使得位于企业内部的私有IP地址可以访问外网，以及外部用户可以访问公司内部的私有IP主机。
（1）实现原理
通过将请求报文中的目标IP地址与目标端口修改，来实现报文的传送。
1、当用户的请求到达Director Server（前端负载均衡器节点）,此时请求的数据报文会先到内核空间的PREROUTING链。此时报文的源IP是CIP（访问客户端的IP地址），目标IP是VIP（向外部直接面向用户请求，作为用户请求的目标的IP地址）。
2、PREROUTING检查发现数据包的目标IP是本机，将数据包送至INPUT链。
3、IPVS比对数据包请求的服务是否为集群抚慰i，若是，修改数据包的目标IP地址为后端服务器IP，后将数据包发至POSTOUTING链。此时报文的源IP为CIP，目标IP为RIP（后端服务器的IP地址）。
4、POSTROUNTING链通过选路，将数据包发给Real Server（后端真实的工作服务器）
5、Real Server比对发现目标是自己的IP,开始构建响应报文发回给Director Server.此时报文的源IP为RIP，目标IP为CIP
6、Director Servre在响应客户端前，此时会将源IP地址修改为自己的VIP地址。然后响应给客户端。此时报文的源IP为VIP，目标IP为CIP。
报文路径：
前端负载均衡器节点------>PREROUTING链----------->INPUT链-------->POSTOUTING链--------->真实服务器----------->（响应报文）后端真实服务器------------>客户端（2）模式特性
（1）RS 应该和DIP应该使用私网地址，且RS的网关要指向DIP。
（2）请求和响应报文都要经由director转发；极高负载的的场景中，directo可能会成为系统瓶颈
（3）支持端口映射
（4）RS可以使用任意OS
（5）RS的RIP和Director的DIP必须在同一个IP网络（3）缺陷
对Director Server 压力会比较大，请求和响应都需经过director server , director往往会成为系统的瓶颈。二、LVS-DR
（1）实现原理
通过为请求报文重新封装一个MAC首部进行转发，源MAC是DIP所在的接口的MAC,目标MAC是某挑选出的RS的RIP所在接口的MAC地址；源IP/PORT，以及目标IP/PORT均保持不变。
1、当用户请求到达Dirctor Server，此时请求的数据报文会先到内核空间的PREROUTING链。此时报文的源IP为CIP,目标IP为VIP。
2、PREROUTING检查发现数据包的目标IP是本机，将数据包送至INPUT链。
3、IPVS比对数据包请求的服务是否为集群服务，若是，将请求报文的源MAC地址修改为DIP的MAC地址，将目标MAC地址修改RIP的MAC地址，然后将数据包发至POSTOUTING链。此时的源IP和目标IP均未修改，仅修改了源MAC地址为DIP的MAC地址，目标MAC地址为RIP的MAC地址。
4、由于DS和RS在同一个网络中，所以通过二层来传输。POSTROUTING链检查目标MAC地址为RIP的MAC地址，那么此时数据包将会发至Real Server.
5、RS发现请求报文的MAC地址是自己的MAC地址，就接受此报文。处理完成后，将响应报文通过lo接口传送给eth0网卡然后向外发出。此时源IP是VIP，目标IP为CIP。
6、响应报文最终送达客户端
用户请求（即报文的行踪）：
前端负载均衡器节点-------> PREROUTING链--------->INPUT链-------->POSTOUTING链-------->真实服务器--------->（响应报文）eth0网卡--------->客户端（2）模式特性
（1）确保前端路由器将目标ip为VIP的请求报文发往Director：
1、在前端网关做静态绑定；
2、在RS上使用arptables；
3、在RS上修改内核参数以限制arp通告及应答级别。
修改RS上内核参数（arp_ignore和arp_announce）将RS上的VIP配置在lo接口的别名上，并限制其不能响应对VIP地址解析请求。
（2）RS的RIP可以使用私网地址，也可以是公网地址：RIP与DIP在同一个IP网络；RIP的网关不能只想DIP，以确保响应报文不会经由Director;
（3）RS跟Director要在同一个物理网络；
（4）请求报文要经由Director，但响应不能经由Director，而是由RS直接法网Client;
（5）不支持端口映射（3）缺陷
RS和DS必须在同一个机房中，因为它是由二层进行转发的根据MAC地址来进行匹配
三、LVS-TUN
（1）实现原理
在原有的IP报文外再次封装多一层IP首部，内部IP首部（源地址为CIP，目标地址为VIP），外层IP首部（源地址为DIP，目标地址为RIP）
1、当用户请求到达Director Server，此时请求的数据报文会先到内核空间的PREROUTING链。此时保温的源IP为CIP，目标IP为VIP。
2、PREROUTING检查发现数据包的目标IP是本机，将数据包送至INPUT链。
3、IPVS比对数据包请求的服务是否为集群服务，若是，在请求报文的首部再次封装一层IP报文，封装源IP为DIP，目标IP为RIP。然后发至POSTROUTING链。此时源IP为DIP，目标IP为RIP。
4、POSTROUNTING链会根据最新封装的IP报文，将数据包发至RS（因为外层封装了多一层IP首部，所以可以理解为此时通过隧道传输）。此时源IP为DIP，目标IP为RIP。
5、RS接受到报文后发现是自己的IP地址，就将报文接受下来，拆除最外层的IP后，会发现里面还有一层IP首部，而且目标是自己的lo接口VIP，那么此时RS开始处理此请求，处理完成之后，通过lo接口送给eth0网卡，然后向外传递。此时源IP地址为VIP，目标IP为CIP。
6、响应报文最终送达至客户端
前端负载均衡器节点----->PREROUTING链-------->INPUT链----------->POSTROUTING链----------->后端真实服务器--------->eth0网卡-------客户端（2）模式特性
（1）DIP，VIP,RIP都应该是公网地址
（2）RS的网关不能，也不能指向DIP
（3）请求报文要经由Director,但响应不能经由Director；
（4）不支持端口映射
（5）RS的OS得支持隧道功能
（6）调度器及那个只处理用户的保温请求，集群系统的吞吐量大大提高，对RealServer得低于位置没有要求
四、三种方式的比较
LVS共有三种模式，优缺点比较如下：
NAT模式
优点：集群中的物理服务器可以使用任何支持TCP/IP操作系统，物理服务器可以分配Internet的保留私有地址，只有负载均衡器需要一个合法的IP地址。
不足：扩展性有限。当服务器节点（普通PC服务器）数据增长到20个或更多时,负载均衡器将成为整个系统的瓶颈，因为所有的请求包和应答包都需要经过负载均衡器再生。假使TCP包的平均长度是536字节的话，平均包再生延迟时间大约为60us（在Pentium处理器上计算的，采用更快的处理器将使得这个延迟时间变短），负载均衡器的最大容许能力为8.93M/s，假定每台物理服务器的平台容许能力为400K/s来计算，负责均衡器能为22台物理服务器计算。
TUN模式
我们发现，许多Internet服务（例如WEB服务器）的请求包很短小，而应答包通常很大。
优点：负载均衡器只负责将请求包分发给物理服务器，而物理服务器将应答包直接发给用户。所以，负载均衡器能处理很巨大的请求量，这种方式，一台负载均衡能为超过100台的物理服务器服务，负载均衡器不再是系统的瓶颈。使用VS-TUN方式，如果你的负载均衡器拥有100M的全双工网卡的话，就能使得整个Virtual Server能达到1G的吞吐量。
不足：但是，这种方式需要所有的服务器支持”IP Tunneling”(IP Encapsulation)协议，我仅在Linux系统上实现了这个，如果你能让其它操作系统支持，还在探索之中。
DR模式
优点：和VS-TUN一样，负载均衡器也只是分发请求，应答包通过单独的路由方法返回给客户端。与VS-TUN相比，VS-DR这种实现方式不需要隧道结构，因此可以使用大多数操作系统做为物理服务器，其中包括：Linux 2.0.36、2.2.9、2.2.10、2.2.12；Solaris 2.5.1、2.6、2.7；FreeBSD 3.1、3.2、3.3；NT4.0无需打补丁；IRIX 6.5；HPUX11等。
不足：要求负载均衡器的网卡必须与物理网卡在一个物理段上