LVS的使用

lvs：
Linux Virtual Server

l4：四层交换；四层路由；

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)；

netfilter：
PREROUTING --> INPUT
PREROUTING --> FORWARD --> POSTROUTING
OUTPUT --> POSTROUTING

ipvsadmin/ipvs

ipvsadmin：用户空间的命令行工具，用于管理集群服务；
ipvs：工作内核中netfileter INPUT钩子上；

支持 TCP, UDP, AH, EST, AH_EST, SCTP 等诸多协议；

lvs arch
调度器：director，dispatcher，balancer
RS：Real Server

Client IP：CIP
Director Virtual IP：VIP
Director IP：DIP
Real Server：RIP

lvs type：
lvs-nat MASQUERADE
lvs-dr(direct routing) GATEWAY
lvs-tun(ip tunneling) IPIP
lvs-fullnat

lvs-nat: 隐藏内网主机
多目标的DNAT，通过修改请求报文的目标IP地址(端口)至挑选出的某RS的RIP地址实现转发；
（1）RS和DIP应该使用私有地址，且RS的网关要指向DIP；
（2）请求和响应报文都要经由Director转发； 极高负载场景中，Director可能会成为系统瓶颈；
（3）支持端口映射；
（4）RS可使用任意操作系统；
（5）RS的RIP和Director的DIP必须在同一IP网络；

lvs-dr：direct routing
通过修改请求报文的目标MAC地址进行转发；
Director：VIP，DIP
RS：VIP，RIP
（1）保证前端路由器将目标IP为VIP的请求报文发送给Director；
解决方案：
静态绑定
arptables
修改RS主机内参数
（2）RS的RIP可以使用私有地址；但也可以使用公网地址；
（3）RS和Director必须在同一物理网络中；
（4）请求报文经由Director调度，但响应报文一定不能经由Director；
（5）不支持端口映射；
（6）RS可以是大多数OS；
（7）RS的网关不能指向DIP；

lvs-tun:
不修改请求报文的IP首部，而是通过在原有的IP首部之外（cip <--> vip），再封装一个IP首部；(dip <--> rip);

（1）RIP，DIP，VIP 全需要是公网地址；
（2）RS的网关不能指向DIP；
（3）请求报文必须经由Director调度，响应报文不能经由Director；
（4）不支持端口映射；
（5）RS的OS必须支持隧道功能；

lvs-fullnat：
Director通过同时修改请求报文的目标地址和源地址进行转发；

（1）VIP是公网地址；RIP和DIP尽量使私网地址，二者无需在同一网络中；
（2）RS接收到的请求报文的源地址为DIP，因此要响应给DIP；
（3）请求把稳的响应报文都必须经由Director；
（4）RS可以使用任意OS；
（5）支持端口映射；

http: stateless
session保持:
session绑定：
source ip hash
cookie hash
session集群：
在所以服务器中维护所有的session
session服务器

lvs scheduler：
静态方法：仅根据算法本身进行调度；
RR: round robin，轮调
WRR: weighted rr，加权轮调
SH: source hash，实现 session 保持； 来自同一个IP的请求将始终被调度至同一RS;
DH: destination hash，将对同一个目标的请求始终发往同一个RS；

动态方法：根据算法以及各RS的当前负载状态进行调整；
Overhead
LC: Least Connection
Overhead = Active*256+Inactive
WLC: Weighted LC
Overhead = (Active*256+Inactive)/weight
SED: Shortest Expection Delay
Overhead=(Active+1)*256/we ight
NQ: Never Queue
SED 的改进，将请求优先调度至没有被调度过的Server，之后再用 SED 算法调度
LBLC: Locality-Based LC，动态的DH 算法；
正向代理情形下的cache server的调度；
LBLCR: LBLC with Repication，带复制功能的LBLC算法；

ipvs的集群服务：
（1）一个ipvs主机可以同时定义多个cluster service；
tcp，udp
（2）一个cluster server 上至少应该有一个 real server；
定义时：指明lvs-type，以及lvs scheduler；

ipvsadm的用法：
管理集群服务
ipvsadm -A|E -t|u|f service-address [-s scheduler]

service-address:
tcp: -t ip:port
udp: -u ip:port
fwm: -f mark

-s scheduler:
默认为 WLC

ipvsadm -D -t|u|f service-address
ipvsadm -L|l [options]
ipvsam -C

管理集群服务中的RS
ipvsadm -a|e -t|u|f service-address -r server-address
[-g|i|m] [-w weight] [-x upper] [-y lower]

server-address:
ip[:port]

lvs-type:
-g: gateway,dr
-i: ipip
-m: masquerade,nat

ipvsadm -d -t|u|f service-address -r server-address

查看和清理：
ipvsadm -L|l [options]
-n: number, 基于数字格式显示地址和端口；
-c: connection, 显示ipvs连接；
--stats: 进出站字节统计
--rate: 进出站字节数速率
--exact：显示精确值

ipvsadm -C

保存和重载：
ipvsadm -R
ipvsadm -S [-n]

清空计数器：
ipvsadm -Z [-t|u|f service-address]