一、 概念

lvs的术语:
Router:GWIP
vs:virtual server,director
rs:real server
CIP:client IP
VIP:virtual server IP
DIP:ditecter IP(connect with rs)
RIP:real server IP
用户请求的IP一定是VIP,否则vs就失去了负载均衡的调度意义

LVS方式的cluster从结构上可分为两部分:前端的负载均衡器(称之为director)和后端的真实服务器(称之为real server)。cluster前端的director将来自外界的请求调度到cluster后端不同的real server去执行。real server负责真正的提供各种应用服务,比如:Web、FTP、Mail等服务。real server的数量可以根据实际需求进行增加、减少。

二、lvs的工作过程

三、lvs的类型

lvs有三种通用标准模型
(1)lvs-nat (网络地址映射)
(2)lvs-dr (直接路由)
(3)lvs-tun (IP隧道)

3.1、  LVS NAT的特性(实质是多目标的DNAT):

1、RS应该使用私有地址;
2、RS的网关的必须指向DIP;
3、RIP和DIP必须在同一网段内;
4、请求和响应的报文都得经过Director;在高负载场景中,Director很可能成为系统性能瓶颈;
5、支持端口映射;
6、RS可以使用任意支持集群服务的OS;

lvs-nat:工作流程如图:

3.2、  LVS DR类型的特性:
1、RS可以使用私有地址;但也可以使用公网地址,此时可以直接通过互联网连入RS以实现配置、监控等;
2、RS的网关一定不能指向DIP;
3、RS跟Dirctory要在同一物理网络内(不能由路由器分隔,因为VS通过封装MAC地址到RS);
4、请求报文经过Directory,但响应报文一定不经过Director
5、不支持端口映射;
6、RS可以使用大多数的操作系统;

由于DR类型中,VS、RS的VIP都是一样,如果在同一网段内会造成地址冲突,因此要解决地址冲突有一下三种方法:
禁止RS响应对VIP的ARP广播请求:
1、在前端路由上实现静态MAC地址VIP的绑定;
前提:得有路由器的配置权限;
缺点:Directory故障转时,无法更新此绑定;
2、arptables
前提:在各RS在安装arptables程序,并编写arptables规则
缺点:依赖于独特功能的应用程序
3、修改Linux内核参数
前提:RS必须是Linux;
缺点:适用性差;

两个参数:
arp_announce:定义通告模式
arp_ignore:定义收到arp请求的时响应模式
配置专用路由,以使得响应报文首先通过vip所配置的lo上的别名接口
lvs-dr:工作流程如图

3.2、  lvs-tun:IP隧道
1、RIP、DIP、VIP都得是公网地址;
2、RS的网关不会指向也不可能指向DIP;
3、请求报文经过Directory,但响应报文一定不经过Director;
4、不支持端口映射;
5、RS的OS必须得支持隧道功能;
lvs-tun:工作流程如图:也是基于lvs-dr的模型,只不过不同的是,rs和vs不必在同一个物理的网络(实现物理冗余),而是通过隧道技术进行vs和rs间的通信

四、 lvs 十个调度算法: rr、wrr、lc、wlc、lblc、lblcr、dh、sh、sed、 nq

1.轮叫调度(Round Robin)(简称rr)
2.加权轮叫(Weighted Round Robin)(简称wrr)
3.最少链接(Least Connections)(LC)
4.加权最少链接(Weighted Least Connections)(WLC)
5.基于局部性的最少链接(Locality-Based Least Connections)(LBLC)
6.带复制的基于局部性最少链接(Locality-Based Least Connections with Replication)(LBLCR)
7.目标地址散列(Destination Hashing)(DH)
8.源地址散列(Source Hashing)(SH)
9. 最短的期望的延迟(Shortest Expected Delay Scheduling SED)(SED)
10.最少队列调度(Never Queue Scheduling NQ)(NQ)

最常用的两个算法介绍:

2.加权轮叫(Weighted Round Robin)(简称wrr)
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能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。

4.加权最少链接(Weighted Least Connections)(WLC)
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。

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