LVS負載均衡簡介

1、集羣架構

隨着互聯網的發展，服務端請求量愈來愈大，服務器負載壓力愈來愈大。另外，若是採用單點服務器對外提供服務，當單點服務器故障時，整個網絡服務將癱瘓。集羣架構所以出現，將成千上萬臺服務器有機的集合在一塊兒共同提供服務。

實現方式

基於硬件：

F5的BIG-IP、radware的AppDirector。

基於軟件：

OSI四層的LVS，OSI七層的Nginx，以及HAproxy

集羣核心

負載均衡、高可用

2、LVS負載均衡集羣

客戶端從外部訪問公司的負載均衡服務器時，客戶端的web請求會根據LVS調度器預設的算法，將該請求轉發給後端的服務器。若是後端服務器鏈接的是相同的存儲，客戶獲得的結果是同樣的，後端服務器根據不一樣的工做方式將結果反饋給客戶端。

3、LVS工做方式

NAT模式

NAT模式：網絡地址映射，轉換網絡地址。

優勢：支持全部操做系統及私有網絡，且只需一個公網 IP 地址

缺點：用戶請求和響應報文都必須通過dr地址重寫，當用戶請求愈來愈多時，調度器的處理能力將成爲瓶頸。

原理：

1.Director收到用戶的請求後,發現源地址爲CIP請求的目標地址爲VIP（eth0）
2.Director 會認爲這個請求的是一個集羣服務,設定好的調度算法將用戶請求負載給某臺Real Server ； Director 會將用戶的請求報文中的目標地址,從原來的VIP改成RealServer的RIP（eth0）,而後再轉發給RealServer，
3.RealServer收到一個源地址爲CIP目標地址爲本身RIP的請求
4.RealServer處理好請求後會將一個源地址爲本身RIP目標地址爲CIP的數據包經過Director 發出去,
5.Driector Server收到一個源地址爲RealServer1 的IP 目標地址爲CIP的數據包
6.Driector Server 會將源地址修改成本身的VIP（eth0）,而後再將數據包發送給用戶。

DR模式

DR模式：直接路由模式。經過改寫請求報文的MAC地址，將請求發送到 rs，而 rs 將響應直接返回給客戶 ，性能最好。dr只負責處理入站請求，不處理出站請求。

原理

1.不論是Director Server仍是Real Server上都須要配置VIP
2.當用戶請求到達咱們的集羣網絡的前端路由器的時候,請求數據包的源地址爲CIP目標地址爲VIP
3．路由器會發廣播問誰是VIP,集羣中全部的節點都配置有VIP,此時誰先響應路由器那麼路由器就會將用戶請求發給誰,這樣一來咱們的集羣系統是否是沒有意義了
4.咱們能夠在網關路由器上配置靜態路由指定VIP就是Director Server,或者使用一種機制不讓Real Server 接收來自網絡中的ARP地址解析請求（關閉realserver的ARP解析器）,這樣一來用戶的請求數據包都會通過Director Servre
5.當Director Server收到用戶的請求後根據此前設定好的調度算法結果來肯定將請求負載到某臺Real Server上去
6.Director Server 會將數據幀中的目標MAC地址修改成該Real Server的MAC地址,而後再將數據幀發送出去
7.當Real Server收到一個源地址爲CIP目標地址爲VIP的數據包時,Real Server發現目標地址爲VIP,而VIP是本身,因而接受數據包並給予處理
8.當Real Server處理完請求後,會將一個源地址爲VIP目標地址爲CIP的數據包發出去,此時的響應請求就不會再通過Director Server了,而是直接響應給用戶

TUN模式

TUN模式：隧道模式，轉發原理相似於DR模式。主要是位於不一樣位置（不一樣機房），經過隧道進行了信息傳輸，雖然增長了負載，但是由於地理位置不一樣的優點，仍是能夠參考的一種方案。這種方式須要全部的服務器支持"IP Tunneling"(IP Encapsulation)協議。

4、LVS調度算法

RR

輪詢，將全部客戶端的請求，按請求順序依次分配到後端服務器上。

WRR

加權輪詢，對輪詢算法的優化和補充，考慮每臺服務器的性能，爲每臺服務器賦一權重值，權重值大的，處理請求越多。好比A服務器權重爲1，B服務器權重爲2，B服務器處理的請求將是A服務器的2倍。

LC

最小鏈接調度算法，把客戶端的請求調度到鏈接最小的服務器上。

WLC

加權最小鏈接，根據服務器的性能，加一個權重值。

LBLC

局部最小鏈接，未來自同一個目的地址的請求分配給同一臺RS，此時這臺服務器是還沒有滿負荷的。不然就將這個請求分配給鏈接數最小的RS，並以它做爲下一次分配的首先考慮。

LBLCR

帶複製的最小局部鏈接。

DH

目的地址哈希調度，以目的地址爲關鍵字查找一個靜態hash表來得到須要的RS

SH

源地址哈希調度，以源地址爲關鍵字查找一個靜態hash表來得到須要的RS