关于LVS的问题总结

关于LVS的问题总结

1. LVS工作模式及区别

工作模式	特点	区别	应用情况
NAT	通过网络地址转换实现的虚拟服务器，大并发访问时，调度器的性能成为瓶颈	调度器作为网关，是访问请求得到入口，也是响应访问的出口，在高并发场景当中负载压力很高，NAT地址转换可以提高安全性，但使用性能降低一半	因性能使用率问题，实际应用不多
DR	使用路由技术实现虚拟服务器，节点服务器需要配置VIP，注意MAC地址广播	调度器仅是访问请求的入口，响应数据不经过调度器。节点服务器和调度器在同一个物理网络中，数据转发不受额外影响	该模式是生产环境中最常用的
TUN	通过隧道方式实现虚拟路由器	调度器仅是访问请求的入口，响应数据不经过调度器。但是需要大量公网IP，还需要专用的IP隧道，数据转发受IP隧道影响	因公网IP问题，实际应用不多，常用于大型企业的异地灾备

2. LVS调度算法

轮询（Round Robin）
加权轮询（Weighted Round Robin）
最少连接（Least Connections）
加权最少连接（Weighted Least Connections）
源地址哈希值（Source Hash）

3. LVS调度器你的常用算法（均衡策略）

LVS调度器用的调度方法基本分为两类：

（1）固定调度算法：rr、wrr、dh、sh

rr：轮询算法，将请求依次分配给不同的rs节点，即RS节点中均摊分配。适合于RS所有节点处理性能接近的情况。

wrr：加权轮询调度，一句不同RS的权值分配任务。权值较高的RS将优先获得任务，并且分配到的连接数将比权值低的RS更多，相同权值的RS得到相同数目的连接数。

dh：目的地址哈希调度（destination hashing）以目的地址为关键字查找一个静态hash表来获得所需RS。

sh：源地址哈希调度（source hashing）以源地址为关键字查找一个静态hash表来获得需要的RS。

（2）动态调度算法：wlc、lc、lblc

wlc：加权最小连接数调度，架设各台RS的权值依次为Wi，当前tcp连接数依次为Ti，依次去Ti/Wi为最小的RS作为下一个分配的RS。

lc：最小连接数调度（least-connection），ipvs表存储了所有活动的连接。LB会比较连接请求放到当前连接最少的RS。

lblc：基于地址的最小连接数（locality-based least-connection），将来自同一个目的地址的请求分配给同一台RS，此时这台服务器是尚未满负荷的。否则就将这个请求分配给连接数最小的RS，并以它作为下一次分配的首先考虑。

4. LVS的工作模式及其工作过程

LVS有三种负载均衡的模式，分别是VS-NAT（NAT模式）、VS-DR（路由模式）、VS-TUN（隧道模式）

（1）NAT模式

原理：首先负载均衡器接收到客户的请求数据包时，根据调度算法决定将请求发送给哪个后端的真实服务器（RS）。然后负载均衡器就把客户端发送的请求数据包的目标IP地址及端口改成后端真实服务器的IP地址（RIP）。真实服务器响应完请求后，查看默认路由，把响应后的数据包发送给负载均衡器，负载均衡器在接收到响应包后，把包的源地址改成虚拟地址（VIP）然后发送回给客户端。

优点：集群中的服务器可以使用任何支持TCP/IP的操作系统，只要负载均衡器有一个合法的IP地址。

缺点：扩展性优先，当服务器节点增长过多时，由于所有的请求和应答都需要经过负载均衡器，因此负载均衡器将称为整个系统的瓶颈。

（2）直接路由模式

原理：首先负载均衡器接收到客户的请求数据包时，根据调度算法决定将请求发送给哪个后端的真实服务器（RS）。然后负载均衡器就把客户端发送的请求数据包的目标MAC地址改成后端真实服务器的MAC地址（R-MAC）。真实服务器响应完请求后，查看默认路由，把响应后的数据包直接发送给客户端，不需要经过负载均衡器。

优点：负载均衡器只负责将请求包分发给后端节点服务器，而RS将应答包直接发给用户。所以，减少了负载均衡器的大量数据流动，负载均衡器不再是系统的瓶颈，也能处理很巨大的请求量。

缺点：需要负载均衡器与真是服务器RS都有一块网卡连接到同一物理网段上，必须在同一个局域网环境。

（3）IP隧道模式

原理：首先负载均衡器接收到客户的请求数据包时，根据调度算法决定将请求发送给哪个后端的真实服务器（RS）。然后负载均衡器就把客户端发送的请求报文封装一层IP隧道（T-IP）转发到真实服务器（RS）。真实服务器响应完请求后，查看默认路由，把响应后的数据包直接发送给客户端，不需要经过负载均衡器。

优点：负载均衡器只负责将请求包分发给后端节点服务器，而RS将应答包直接发给用户。所以，减少了负载均衡器得到大量数据流动，负载均衡器不再是系统的瓶颈，也能处理很巨大的请求量。

缺点：隧道模式的RS节点需要合法IP，这种方式需要所有的服务器支持（IP Tunneling）。