LVS+Heartbeat+Ipvsadm+Ldirectord安装 （一）

1      LVS介绍

LVS 是 LINUX VIRTUL SERVER 的简称，是由章文嵩博士主持的著名开放源码项目，一个实现 “ 三高 ” 系统的解决方案。 LVS 旨在解决高速发展的 Web 商务中日益凸现的问题：如 何在有限资金投入的情况下，最大幅度的提高 Web 站点的潜在服务性能。核心就是通过一组服务器来进行负载均衡，通过前端的负载调度器（ Load Balancer ），无缝地将网络请求调度到真实服务器上，从而使得服务器集群的结构对客户是透明的，客户访问集群系统提供的网络服务就像访问一台高性 能、高可用的服务器一样。客户程序不受服务器集群的影响不需作任何修改。

系统的伸缩性通过在服务机群中透明地加入和删除一个节点来达到，通过检测节点或服务进程故障和正确地重置系统达到高可用性。由于我们的负载调度技术是在 Linux 内核中实现的，我们称之为 Linux 虚拟服务器（ Linux Virtual Server ）。

LVS 的设计根据透明性、性能、高可用性、可管理性和可编程性的指导思想实现的。

我们把前面那台负载均衡机器叫做： director server(DR) 。后面的实际服务机器叫做： real server(RS)

 

2      IP虚拟服务器软件IPVS

在调度器的实现技术中， IP 负载均衡技术是效率最高的。在已有的 IP 负载均衡技术中有通过网络地址转换（ Network Address Translation ）将一组服务器构成一个高性能的、高可用的虚拟服务器，我们称之为 VS/NAT 技术（ Virtual Server via Network Address Translation ），大多数商品化的 IP 负载均衡调度器产品都是使用此方法，如 Cisco 的 LocalDirector 、 F5 的 Big/IP 和 Alteon 的 ACEDirector 。在分析 VS/NAT 的缺点和网络服务的非对称性的基础上，我们提出通过 IP 隧道实现虚拟服务器的方法 VS/TUN （ Virtual Server via IP Tunneling ），和通过直接路由实现虚拟服务器的方法 VS/DR （ Virtual Server via Direct Routing ），它们可以极大地提高系统的伸缩性。所以， IPVS 软件实现了这三种 IP 负载均衡技术，它们的大致原理如下（我们将在其他章节对其工作原 理进行详细描述）

2.1.1     Virtual Server via Network Address Translation（VS/NAT）

通过网络地址转换，调度器重写请求报文的目标地址，根据预设的调度算法，将请求分派给后端的真实服务器；真实服务器的响应报文通过调度器时，报文的源地址被重写，再返回给客户，完成整个负载调度过程。

2.1.2     Virtual Server via IP Tunneling（VS/TUN）

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。

2.1.3    Virtual Server via Direct Routing（VS/DR）

VS/DR 通过改写请求报文的 MAC 地址，将请求发送到真实服务器，而真实服务器将响应直接返回给客户。同 VS/TUN 技术一样， VS/DR 技术可极大地 提高集群系统的伸缩性。这种方法没有 IP 隧道的开销，对集群中的真实服务器也没有必须支持 IP 隧道协议的要求，但是要求调度器与真实服务器都有一块网卡连 在同一物理网段上

2.2      针对不同的网络服务需求和服务器配置，IPVS调度器实现了如下八种负载调度算法：

1.  轮叫（Round Robin）
调度器通过 "轮叫 "调度算法将外部请求按顺序轮流分配到集群中的真实服务器上，它均等地对待每一台服务器，而不管服务器上实际的连接数和系统负载。

2.  加权轮叫（Weighted Round Robin）
调度器通过 "加权轮叫 "调度算法根据真实服务器的不同处理能力来调度访问请求。这样可以保证处理能力强的服务器处理更多的访问流量。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况，并动态地调整其权值。

3.  最少链接（Least Connections）
调度器通过 "最少连接 "调度算法动态地将网络请求调度到已建立的链接数最少的服务器上。如果集群系统的真实服务器具有相近的系统性能，采用 "最小连接 "调度算法可以较好地均衡负载。

4.  加权最少链接（Weighted Least Connections）
在集群系统中的服务器性能差异较大的情况下，调度器采用 "加权最少链接 "调度算法优化负载均衡性能，具有较高权值的服务器将承受较大比例的活动连接负载。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况，并动态地调整其权值。

5.  基于局部性的最少链接（Locality-Based Least Connections）
" 基于局部性的最少链接 " 调度算法是针对目标 IP地址的负载均衡，目前主要用于 Cache集群系统。该算法根据请求的目标 IP地址找出该目标 IP地址最近使用的服务器，若该服务器 是可用的且没有超载，将请求发送到该服务器；若服务器不存在，或者该服务器超载且有服务器处于一半的工作负载，则用 "最少链接 "的原则选出一个可用的服务 器，将请求发送到该服务器。

6.  带复制的基于局部性最少链接（Locality-Based Least Connections with Replication）
" 带复制的基于局部性最少链接 "调度算法也是针对目标 IP地址的负载均衡，目前主要用于 Cache集群系统。它与 LBLC算法的不同之处是它要维护从一个 目标 IP地址到一组服务器的映射，而 LBLC算法维护从一个目标 IP地址到一台服务器的映射。该算法根据请求的目标 IP地址找出该目标 IP地址对应的服务 器组，按 "最小连接 "原则从服务器组中选出一台服务器，若服务器没有超载，将请求发送到该服务器，若服务器超载；则按 "最小连接 "原则从这个集群中选出一 台服务器，将该服务器加入到服务器组中，将请求发送到该服务器。同时，当该服务器组有一段时间没有被修改，将最忙的服务器从服务器组中删除，以降低复制的程度。

7.  目标地址散列（Destination Hashing）
" 目标地址散列 "调度算法根据请求的目标 IP地址，作为散列键（ Hash Key）从静态分配的散列表找出对应的服务器，若该服务器是可用的且未超载，将请求发送到该服务器，否则返回空。

源地址散列（Source Hashing）
" 源地址散列 " 调度算法根据请求的源 IP 地址，作为散列键（ Hash Key ）从静态分配的散列表找出对应的服务器，若该服务器是可用的且未超载，将请求发送到该服务器，否则返回空