LVS详解

一、LVS简介

LVS 官网:

二、LVS 负载均衡模式

2.1 LVS-NAT模式：

2.1.1 简介

2.1.2 工作流程图：

2.1.3 说明：

2.1.4 LVS-NAT的优缺点：

2.2 LVS-DR模式：

2.2.1 简介

2.2.2 工作原理：

2.2.3 工作流程图：

2.2.4 说明：

2.2.5 DR模式的特点：

2.3 LVS-UN模式：

2.3.1 简介

2.3.2 工作步骤：

2.4 LVS-FULLNET 模式

2.4.1 简介

2.4.2 工作流程图：

2.4.3 说明：

2.4.4 LVS-FULLNET模式的优缺点：

2.5 各种模式的区别：

三、调度算法

3.1 LVS调度算法类型：

3.2 LVS静态调度算法：

3.3 LVS动态调度算法：

四、ipvsadm管理工具的使用

4.1 LVS软件相关信息

4.2 用法以及参数：

五、实验案例

5.1 部署NAT模式集群案例

5.1.1 实验环境

5.1.2 配置命令

5.1.2.1 所有主机都进行操作：

5.1.2.2 在client主机上操作：

5.1.2.3 在LVS主机上操作：

5.1.2.4 在webserver.com主机上操作:

5.1.2.5 在webserver2.com主机上操作：

5.1.2.6 测试：

5.1.2.6.1 修改LVS主机上的策略：

5.1.2.6.2 再次测试：

5.2 部署DR模式集群案例

5.2.1 实验环境

5.2.2 配置命令

5.2.2.1 所有主机都进行操作：

5.2.2.2 在client主机上操作：

5.2.2.3 在router主机上操作：

5.2.2.4 在lvs主机上操作：

5.2.2.5 在webserver.com主机上操作：

5.2.2.6 在webserver2.com主机上操作：

5.3 LVS火墙标记实验

5.3.1 配置命令

5.3.1.1 在webserver.com主机上操作：

5.3.1.2 在webserver2.com主机上操作：

5.3.1.3 在lvs主机上添加443策略：

5.3.2 测试：

一、LVS简介

LVS 官网:

http://www.linuxvirtualserver.org/

LVS:Linux Virtual Server（Linux虚拟服务器），负载调度器，内核集成。

创始人前阿里云首席科学家章文嵩博士(现已经在滴滴) ，是阿里的四层SLB(Server LoadBalance) 是基于LVS+keepalived 实现。

LVS 相关术语

VS: Virtual Server ，负责调度

RS:RealServer ，负责真正提供服务

二、LVS 负载均衡模式

lvs-nat ：修改请求报文的目标IP, 多目标 IP 的 DNAT

lvs-dr ：操纵封装新的 MAC 地址

lvs-tun ：在原请求IP 报文之外新加一个 IP 首部

lvs-fullnat ：修改请求报文的源和目标 IP

2.1 LVS-NAT模式：

2.1.1 简介

NAT模式称为全称Virtualserver via Network address translation(VS/NAT)，是通过网络地址转换的方法来实现调度的。首先调度器(Director)接收到客户的请求数据包时（请求的目的IP为VIP），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）。然后调度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）,这样真实服务器（RS）就能够接收到客户的请求数据包了。真实服务器响应完请求后，查看默认路由（NAT模式下我们需要把RS的默认路由设置为DS服务器。）把响应后的数据包发送给DS,DS再接收到响应包后，把包的源地址改成虚拟地址（VIP）然后发送回给客户端。

2.1.2 工作流程图：

2.1.3 说明：

(1)当用户请求到达DirectorServer，此时请求的数据报文会先到内核空间的PREROUTING链。此时报文的源IP为CIP，目标IP为VIP。

(2) PREROUTING检查发现数据包的目标IP是本机，将数据包送至INPUT链。

(3) IPVS比对数据包请求的服务是否为集群服务，若是，修改数据包的目标IP地址为后端服务器IP，然后将数据包发至POSTROUTING链。此时报文的源IP为CIP，目标IP为RIP ，在这个过程完成了目标IP的转换（DNAT）。

(4) POSTROUTING链通过选路，将数据包发送给Real Server。

(5) Real Server比对发现目标为自己的IP，开始构建响应报文发回给Director Server。此时报文的源IP为RIP，目标IP为CIP 。

(6) Director Server在响应客户端前，此时会将源IP地址修改为自己的VIP地址（SNAT），然后响应给客户端。此时报文的源IP为VIP，目标IP为CIP。

2.1.4 LVS-NAT的优缺点：

（1）NAT技术将请求的报文和响应的报文都需要通过DS进行地址改写，因此网站访问量比较大的时候DS负载均衡调度器有比较大的瓶颈，一般要求最多之能10-20台节点。

（2）节省IP，只需要在DS上配置一个公网IP地址就可以了。

（3）每台内部的节点服务器的网关地址必须是调度器LB的内网地址。

（4）NAT模式支持对IP地址和端口进行转换。即用户请求的端口和真实服务器的端口可以不一致。

2.2 LVS-DR模式：

2.2.1 简介

全称：Virtual Server via Direct Routing(VS-DR)，也叫直接路由模式，用直接路由技术实现虚拟服务器｡当参与集群的计算机和作为控制管理的计算机在同一个网段时可以用此方法,控制管理的计算机接收到请求包时直接送到参与集群的节点｡直接路由模式比较特别，很难说和什么方面相似，前种模式基本上都是工作在网络层上（三层），而直接路由模式则应该是工作在数据链路层上（二层）。

2.2.2 工作原理：

DS和RS都使用同一个IP对外服务。但只有DS对ARP请求进行响应，所有RS对本身这个IP的ARP请求保持静默（对ARP请求不做响应），也就是说，网关会把对这个服务IP的请求全部定向给DS，而DS收到数据包后根据调度算法，找出对应的 RS，把目的MAC地址改为RS的MAC并发给这台RS。这时RS收到这个数据包，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。由于DS要对二层包头进行改换，所以DS和RS之间必须在一个广播域，也可以简单的理解为在同一台交换机上。