負載均衡LVS集群詳解
一、LB--負載均衡
在負載均衡集群中需要一個分發器，我們將其稱之為Director，它位于多臺服務器的上面的中間層，根據內部鎖定義的規則或調度方式從下面的服務器群中選擇一個以此來進行響應請求，而其分發的方式則是根據某個算法進行的。
二、HA--高可用
高可用顧名思義就是服務的可用性比較高，即當我們不會因為某臺服務器的宕機，從而造成我們的服務不可用，其工作模式則是將一個具有故障的服務轉交給一個正常工作的服務器，從而達到服務不會中斷。
三、LVS：
LVS：Linux Virtual Server,可以實現LINUX平臺下的簡單負載均衡。
一般來說，LVS采用三層結構：負載調度器、服務器池、共享存儲。工作在TCP/IP協議的四層，其轉發是依賴于四層協議的特征進行轉發的，由于其轉發要依賴于協議的特征進行轉發，因此需要在內核的TCP/IP協議棧進行過濾篩選，可想而知，這就需要在內核的模塊來完成，而這樣的過濾轉發規則又是由管理員進行定義的，所以，LVS就是兩段式的架構設計，在內核空間中工作的是"ipvs"，而在用戶空間中工作的，用來定義集群服務規則的是"ipvsadm"。這就很容易想到iptables。
LVS的三種轉發模式：
LVS-NAT：網絡地址轉換 Network address translation
LVS-DR：直接路由 Direct routing
LVS-TUN：IP隧道 IP tunneling
VIP：Director用來向客戶端提供服務的IP地址
RIP：集群節點(后臺真正提供服務的服務器)所使用的IP地址
DIP：Director用來和D/RIP 進行聯系的地址
CIP：公網IP，客戶端使用的IP。
LVS-NAT：------擴展的DNAT
1.所有的real server和Director要在同一網段
2.通常情況下RIP是私有地址，僅用于集群節點之間進行通信
3.Director同時處理入站和出站請求
4.Real server的網關要指向DIP
5.可以實現端口映射(請求端口和提供服務的端口可以不一致)
6.Real server可以是任意的操作系統
7.Director很容易成為系統性能的瓶頸
數據包地址轉換過程：
S:CIP D:VIP------->Director------>S:CIP D:RIP------>Real Server------>S:RIP D:CIP----->Director----->S:VIP D:CIP
LVS-DR：用戶的請求經過Director，然后real server直接響應給客戶端任何real server網關不能執行Drector
1.集群節點必須在同一個物理網絡中，基于MAC轉發
2.RIP可以使用公網地址
3.Director僅處理入站請求，響應的數據包不在經過Director
4.Real server的網關不能指向Director
5.不支持端口映射
6.大多數的操作系統都可以用于real server(隔離ARP廣播，同一塊網卡上支持多個IP)
7.Director的性能表現遠遠優于NAT
數據包地址轉換過程：
S:CIP D:VIP----->Director--->S:CIP D:RIP -----> Real Server---> S:VIP D:CIP
LVS-TUN：用戶的請求經過Director，然后real server直接響應給客戶端
1.Real server和Director不需要在一個物理網段中
2.RIP一定不能是私有地址
3.Director僅處理入站請求
4.Real server的網關不能指向Director
5.不支持端口映射
6.僅有支持IP隧道的操作系統才能用于real server
與DR的網絡結構一樣，但Director和Real Server可以在不同的網絡當中，DIP----->VIP 基于隧道來傳輸，在數據包外層額外封裝了S:DIP D :RIP 的地址。
四、LVS的調度算法：
1.靜態調度算法：
RR：Round-robin：輪循
WRR：Weighted round-robin：加權輪循-----按照性能分配，為其計算出權重
DH：Destination hashing：目標地址hashing-----將某個固定IP的請求轉發給一個相同的real server，用于具有緩存服務器的
SH：Source hashing：源地址hashing
2.動態調度算法：根據分發算法和real server的負載狀態設置出調度決策，Director對每一個連接進行追蹤監控是否處于活動狀態(ESTABLESHED)
LC：Least connection：最少連接-----監控每一個real server當前處于活動狀態連接和非活動狀態連接數，然后計算出其當前負載：active*256+inactive=overhead
WLC：Weighted least connection：加權最少連接------overhead/weight，考慮到real serverd的性能，默認集群算法
SED：Shortest Expected Delay：最短的期望的延遲----不考慮非活動狀態的連接，算法：(active+1)*256/weight=overhead
NQ：Never Queue：永不排隊-----沒有連接時，直接轉發
LBLC：Locality-Based Least-Connection：基于本地的最少連接，動態DH算法
LBLCR：Locality-Based Least-Connection with replication Scheduling：帶復制的基于本地最少連接，緩存是共享的
五、ipvsadm
ipvsadm：1.定義集群服務，指定VIP，協議，端口、 2.向集群服務添加RS
用法：
ipvsadm -A|E -t|u VIP:PORT [-s scheduler] [-p [timeout]] [-M netmask]]
-A：定義新的集群服務
-E：修改已有的集群服務
-D：刪除某集群服務
-s：指定調度算法，可選項：rr|wrr|lc|wlc|lblc|lblcr|dh|sh|sed|nq ，默認的調度算法是： wlc.
-C：清空
-R：等同ipvsadm-restore 恢復虛擬服務器規則
-S：等同ipvsadm-save 保存虛擬服務器規則，輸出為-R 選項可讀的格式
-L|l：列出當前已定義的集群服務和real server
--stats：顯示統計信息 與-L同時使用
--rate：顯示入站響應速率 與-L同時使用
-c：顯示LVS 目前的連接 與-L同時使用
-n：不進行反向解析 與-L同時使用
-Z：清空計數器
-t --tcp-service service-address 說明虛擬服務器提供的是tcp 的服務
-u --udp-service service-address 說明虛擬服務器提供的是udp 的服務
-f --fwmark-service fwmark 說明是經過iptables 標記過的服務類型。
-p --persistent [timeout] 持久穩固的服務。這個選項的意思是來自同一個客戶的多次請求，將被同一臺真實的服務器處理。timeout 的默認值為300 秒。
ipvsadm -a|e -t|u VIP:PORY -r RIP [-g|i|m] [-w weight]
-a:添加real server
-e:修改real server
-g：指定LVS 的工作模式為直接路由模式(也是LVS 默認的模式)
-i：指定LVS 的工作模式為隧道模式
-m：指定LVS 的工作模式為NAT 模式
-w：真實服務器的權值
ipvsadm -d -t|u service-address -r server-address 刪除一條虛擬服務器記錄中的某條真實服務器記錄
【編輯推薦】
