LVS的原理

不少文档都是一些操做相关的，对于具体的原理出现的仍是比较少，要想往更高的方向去的话，必需要懂得其原理，出现问题，才能快速找到问题所在。

分享一个经典对话：

问：你是怎么处理网络故障的？

答：有经验走经验，没经验走原理

问：若是走原理仍是解决不了呢？

答：由于你对原理理解的还不够深刻^_^

今天分享一个LVS的原理：

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）

LVS 有十种调度算法：

1.轮询调度
2.加权轮询调度
3.最小链接调度
4.加权最小链接调度
5.基于局部的最少链接
6.带复制的基于局部性的最少链接
7.目标地址散列调度
8.源地址散列调度U
9.最短的指望的延迟
10.最少队列调度

1、NAT模式（VS-NAT）

原理：就是把客户端发来的数据包的IP头的目的地址，在负载均衡器上换成其中一台RS的IP地址

并发至此RS来处理,RS处理完后把数据交给负载均衡器,负载均衡器再把数据包原IP地址改成本身的IP

将目的地址改成客户端IP地址便可期间,不管是进来的流量,仍是出去的流量,都必须通过负载均衡器

　　优势：集群中的物理服务器可使用任何支持TCP/IP操做系统，只有负载均衡器须要一个合法的IP地址

　　缺点：扩展性有限。当服务器节点（普通PC服务器）增加过多时,负载均衡器将成为整个系统的瓶颈

由于全部的请求包和应答包的流向都通过负载均衡器。当服务器节点过多时

大量的数据包都交汇在负载均衡器那，速度就会变慢！

 

2、IP隧道模式（VS-TUN）

原理：首先要知道，互联网上的大多Internet服务的请求包很短小，而应答包一般很大

那么隧道模式就是，把客户端发来的数据包，封装一个新的IP头标记(仅目的IP)发给RS

RS收到后,先把数据包的头解开,还原数据包,处理后,直接返回给客户端,不须要再通过

负载均衡器。注意,因为RS须要对负载均衡器发过来的数据包进行还原,因此说必须支持

IPTUNNEL协议，因此,在RS的内核中,必须编译支持IPTUNNEL这个选项

　　优势：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

因此，减小了负载均衡器的大量数据流动，负载均衡器再也不是系统的瓶颈，就能处理很巨大的请求量

这种方式，一台负载均衡器可以为不少RS进行分发。并且跑在公网上就能进行不一样地域的分发。

　　缺点：隧道模式的RS节点须要合法IP，这种方式须要全部的服务器支持”IP Tunneling”

(IP Encapsulation)协议，服务器可能只局限在部分Linux系统上

 

3、直接路由模式（VS-DR）

原理：负载均衡器和RS都使用同一个IP对外服务但只有DR对ARP请求进行响应

全部RS对自己这个IP的ARP请求保持静默也就是说,网关会把对这个服务IP的请求所有定向给DR

而DR收到数据包后根据调度算法,找出对应的RS,把目的MAC地址改成RS的MAC（由于IP一致）

并将请求分发给这台RS这时RS收到这个数据包,处理完成以后，因为IP一致，能够直接将数据返给客户

则等于直接从客户端收到这个数据包无异,处理后直接返回给客户端

因为负载均衡器要对二层包头进行改换,因此负载均衡器和RS之间必须在一个广播域

也能够简单的理解为在同一台交换机上

　　优势：和TUN（隧道模式）同样，负载均衡器也只是分发请求，应答包经过单独的路由方法返回给客户端

与VS-TUN相比，VS-DR这种实现方式不须要隧道结构，所以可使用大多数操做系统作为物理服务器。

　　缺点：（不能说缺点，只能说是不足）要求负载均衡器的网卡必须与物理网卡在一个物理段上。