LVS---负载均衡

集群：为解决某个特定问题将多个计算机组合起来形成一个单系统
 

提高性能的两个方向

垂直扩展：向上扩展，增加单个机器的性能。升级硬件。硬件升级是由瓶颈的
水平扩展:向外扩展，增加设备。并行的运行多个服务,通过网络和算法，来调度服务分配的的问题。

集群类型：

负载均衡集群：local blance(LB) 多个主机组成，每个主机只能一部分访问请求。靠负载均衡算法来实现
高可用集群: HA high availiablity 避免SPOF (single point offailuer) 单点故障。当系统出现一部分组件出现故障，可以保障整个系统继续运行。

主从---同步（某些特定服务需要）----负载均衡
HPC : high-performance computing 快速转发，快速响应

集群的可靠性指标：

MTBF :mean time between failure 系统在正常运行期间无故障的平均时间,一般用天或小时数来表示。MTBF值越高，系统的可靠性越高；出现故障的概率越小。
MTTR : 系统发生故障到恢复正常运行的时间，一般用小时或者天数表示。MTTR值越小，说明系统恢复故障的能力越强。
A :系统可靠性指标 A值越高越好
A=MTBF/(MTBF+MTTR)
99.9%
99.99%
99.9999%
9越多响应时间越少

停机时间：

计划内停机 :预定时间内的维护或者检修时间。自定义。
计划外停机 :运维人员关注的就是计划外。

设计集群时需要考虑的一些原则

可扩展性	集群要有随时可以添加或者删除设备的能力。动态的扩缩容。
可靠性	集群中如果有节点发生故障，可以快速检测并且自动切换。
负载均衡	合理的分配负载，避免单个节点过载，影响整体的性能。
可维护性	能够方便的进行配置，部署，维护，监控，降低成本。
安全性	防止恶意的攻击，以及数据泄密，数据丢失。
易用性	相关的工作人员，可以方便的进入集群，能够快速的开发、部署等等。

LVS---linux virtual server

部署在linux系统通过内核层面实现负载均衡的软件。
开发者 : 章文嵩 发起的开源项目。
主要作用 :多个后端服务器组成一个高可用，高性能，负载均衡的高性能集群。通过负载均衡的算法将客户端请求发送到后端服务器。

阿里的SLB server load balance 基于Ivs+keepalived实现。

LVS当中的术语

vs (virtual server)	lvs服务的逻辑名字，外部访问lvs集群时提供的一个虚拟ip地址和端口。
DS (Director server)	Is集群当中的主服务器，也交调度器，是整个Ivs集群的核心，接受客户端的请求转发到后端RS。
RS (real server)	Ivs的后端的真是服务器的ip,接受到了DS的请求之后，返回响应结果。
CIP (client ip)	客户端的ip地址。
VIP (virtual ip)	对外提供访问的统一虚拟IP地址。
DIP (director ip)	调度器在lvs内部使用的IP地址。用于和真实服务器进行通信。
RIP (real ip)	后端真实服务器的ip地址。

lvs访问的大致流程：

1、客户端访问都是访问vip
2、DS接受到请求，根据调度算法选择后端服务器(rs),请求发送给rs
3、RS处理请求并将响应发送到DS
4、DS把RS的响应包装成自己响应，发送到客户端

客户端不知道请求的真实服务器，也不知道响应的服务器是谁


 

LVS的负载均衡方式:

三种方式：NAT DR TUN
其中NAT和DR最常用的方式，TUN需要付费。

NAT模式

优点：配置简单

缺点：性能损失和单点故障

DR模式

直接路由模式：请求由调度器完成，但是响应客户端由真实服务器直接响应，不需要通过调度器。
优点：性能高，而且可以配置vip当中的高可用。不存在单点故障。

TUN模式

隧道协议，把请求转发后端服务器，需要在后端服务器配置隧道协议
缺点：需要付费。很少用，基本上都使用免费的。

ipvsadm

工作：设置lvs
ipvsadm工具：管理lvs内核模块的命令行工具，可用于配置和管理lvs集群

linux需要下载：yum -y install ipvsadm

选项

选项	说明
-A	添加虚拟服务器
-D	删除整个虚拟服务器
-s	指定负载调度的算法
-a	添加真实服务器
-d	删除真实服务器
-t	指定vip地址的端口号
-r	指定rip的端口号
-m	表示使用nat模式
-g	表示使用DR模式
-i	表示使用TUN模式
-w	设置真实服务器的权重
-p	设置连接保持的时间60秒(默认不带)
-ln	以数字和列表的形式查看lvs的配置信息

算法

静态调度（固定调度）
rr    轮询
wrr 加权轮询
dh  目的地址hash
    根据ip地址查找静态hash表，获取需要真是的RS的地址
sh 源目地址hash

动态调度：
lc  最小连接数调度
wlc  加权最小连接数调度
    权重高的，转发的就多，为了额避免性能瓶颈，在跟上最小连接数分配，可以把请求往连接数量较小的服务器继续转发。
lblc  基于地址的最小连接数调度。
将来自同一个目的地址的请求分配给RS,如果这台服务器尚未满负荷，就会把请求分配给连接数最小的rs，而且在下一次转发时会优先考虑这台RS。