LVS學習筆記之LVS簡介以及DR原理介紹

1. lvs官網英文簡介：

The Linux Virtual Server is a highly scalable and highly available server built on a cluster of real servers, with the load balancer running on the Linux operating system. The architecture of the server cluster is fully transparent to end users, and the users interact as if it were a single high-performance virtual server. For more information, click here.

中文介紹：

LVS是Linux Virtual Server的簡寫，意即Linux虛擬服務器，是一個虛擬的服務器集羣系統。本項目在1998年5月由章文嵩博士成立，是中國國內最先出現的自由軟件項目之一。

2.宗旨：

使用集羣技術和Linux操做系統實現一個高性能、高可用的服務器.

很好的可伸縮性（Scalability）

很好的可靠性（Reliability）

很好的可管理性（Manageability）。

3.特色：

可伸縮網絡服務的幾種結構，它們都須要一個前端的負載調度器（或者多個進行主從備份）。咱們先分析實現虛擬網絡服務的主要技術，指出IP負載均衡技術是在負載調度器的實現技術中效率最高的。在已有的IP負載均衡技術中，主要有經過網絡地址轉換（Network Address Translation）將一組服務器構成一個高性能的、高可用的虛擬服務器，咱們稱之爲VS/NAT技術（Virtual Server via Network Address Translation）。在分析VS/NAT的缺點和網絡服務的非對稱性的基礎上，咱們提出了經過IP隧道實現虛擬服務器的方法VS/TUN （Virtual Server via IP Tunneling），和經過直接路由實現虛擬服務器的方法VS/DR（Virtual Server via Direct Routing），它們能夠極大地提升系統的伸縮性。VS/NAT、VS/TUN和VS/DR技術是LVS集羣中實現的三種IP負載均衡技術。

三種模式：

NAT模式(VS-NAT)

IP隧道模式(VS-TUN)

直接路由模式(VS-DR)

4.下邊詳細介紹一下DR模式，也就是經過直接路由實現虛擬服務器（VS/DR）

跟VS/TUN方法相同，VS/DR利用大多數Internet服務的非對稱特色，負載調度器中只負責調度請求，而服務器直接將響應返回給客戶，能夠極大地提升整個集羣系統的吞吐量。該方法與IBM的NetDispatcher產品中使用的方法相似，但IBM的NetDispatcher是很是昂貴的商品化產品，咱們也不知道它內部所使用的機制，其中有些是IBM的專利。

VS/DR的體系結構如圖所示：調度器和服務器組都必須在物理上有一個網卡經過不分段的局域網相連，即經過交換機或者高速的HUB相連，中間沒有隔有路由器。VIP地址爲調度器和服務器組共享，調度器配置的VIP地址是對外可見的，用於接收虛擬服務的請求報文；全部的服務器把VIP地址配置在各自的Non-ARP網絡設備上，它對外面是不可見的，只是用於處理目標地址爲VIP的網絡請求。

VS/DR的工做流程如圖所示：它的鏈接調度和管理與VS/NAT和VS/TUN中的同樣，它的報文轉發方法又有不一樣，將報文直接路由給目標服務器。在VS/DR中，調度器根據各個服務器的負載狀況，動態地選擇一臺服務器，不修改也不封裝IP報文，而是將數據幀的MAC地址改成選出服務器的MAC地址，再將修改後的數據幀在與服務器組的局域網上發送。由於數據幀的MAC地址是選出的服務器，因此服務器確定能夠收到這個數據幀，從中能夠得到該IP報文。當服務器發現報文的目標地址VIP是在本地的網絡設備上，服務器處理這個報文，而後根據路由表將響應報文直接返回給客戶。

如圖所示：VS/DR的工做流程

在VS/DR中，請求報文的目標地址爲VIP，響應報文的源地址也爲VIP，因此響應報文不須要做任何修改，能夠直接返回給客戶，客戶認爲獲得正常的服務，而不會知道是哪一臺服務器處理的。

VS/DR負載調度器也只處於從客戶到服務器的半鏈接中，按照半鏈接的TCP有限狀態機進行狀態遷移。