lvs 集群技术

LVS概念

LVS：Linux Virtual Server，负载调度器，是一种基于Linux操作系统内核的高性能、高可用网络服务负载均衡解决方案。

LVS工作原理基于网络层（四层，传输层）的负载均衡技术，它通过内核级别的IP虚拟服务器（IPVS）模块实现透明的流量分发。

LVS软件作用：通过LVS提供的负载均衡技术和Linux操作系统实现一个高性能、高可用的服务器群集，它具有良好可靠性、可扩展性和可操作性。从而以低廉的成本实现最优的服务性能。

LVS 相关术语：

VS: Virtual Server，负责调度
RS:RealServer，负责真正提供服务
CIP：Client IP
VIP: Virtual serve IP VS外网的IP
DIP: Director IP VS内网的IP
RIP: Real server IP

lvs集群体系结构

VS根据请求报文的目标IP和目标协议及端口将其调度转发至某RS，根据调度算法来挑选RS

lvs部署命令介绍

1.lvs软件相关信息

2.ipvsadm命令

1.基本命令

-A, --add-service: 添加一个新的虚拟服务器或者一个新的服务组。

-E, --edit-service: 编辑一个现有的虚拟服务器或者服务组。

-D, --delete-service: 删除一个虚拟服务器或者服务组。

-L, --list: 列出所有的虚拟服务器和服务组。（-Ln）

-C, --clear: 清除所有 IPVS 配置。

2.虚拟服务器相关

-t, --virtual-server: 指定虚拟服务器的 IP 地址和端口。
-s, --scheduler: 指定调度算法（Scheduler），如 rr（Round Robin）、wrr（Weighted Round Robin）、lc（Least Connection）等。
-t ,tcp服务 -u ,udp服务     

-p #设置持久连接超时，持久连接可以理解为在同一个时间段同一个来源的请求调度到同一Realserver

 LVS的四种工作模式

LVS/NAT：网络地址转换模式，进站/出站的数据流量经过分发器(IP负载均衡，他修改的是IP地址)  --利用三层功能
LVS/DR  ：直接路由模式，只有进站的数据流量经过分发器(数据链路层负载均衡，因为他修改的是目的mac地址)--利用二层功能mac地址
LVS/TUN： 隧道模式，只有进站的数据流量经过分发器
LVS/full-nat:双向转换:通过请求报文的源地址为DIP，目标为RIP来实现转发：对于响应报文而言，修改源地址为VIP，目标地址为CIP来实现转发

lvs-nat与lvs-fullnat：请求和响应报文都经由

Director lvs-nat：RIP的网关要指向DIP

lvs-fullnat：RIP和DIP未必在同一IP网络，但要能通信

lvs-dr与lvs-tun：请求报文要经由Director，但响应报文由RS直接发往

Client lvs-dr：通过封装新的MAC首部实现，通过MAC网络转发

lvs-tun：通过在原IP报文外封装新IP头实现转发，支持远距离通信

lvs的调度算法

1.lvs静态调度算法

仅根据算法本身进行调度，不考虑RS的负载情况

1、RR：roundrobin 轮询 RS分别被调度，当RS配置有差别时不推荐

2、WRR：Weighted RR，加权轮询根据RS的配置进行加权调度，性能差的RS被调度的次数少

3、SH：Source Hashing，实现session sticky，源IP地址hash；将来自于同一个IP地址的请求始终发往 第一次挑中的RS，从而实现会话绑定

4、DH：Destination Hashing；目标地址哈希，第一次轮询调度至RS，后续将发往同一个目标地址的请 求始终转发至第一次挑中的RS，典型使用场景是正向代理缓存场景中的负载均衡，如：宽带运营商

2.lvs动态调度算法

主要根据每RS当前的负载状态及调度算法进行调度Overhead=value较小的RS将被调度

1、LC：least connections（最少链接发） 适用于长连接应用Overhead（负载值）=activeconns（活动链接数） x 256+inactiveconns（非活 动链接数）

2、WLC：Weighted LC（权重最少链接） 默认调度方法Overhead=(activeconns x 256+inactiveconns)/weight

3、SED：Shortest Expection Delay, 初始连接高权重优先Overhead=(activeconns+1+inactiveconns) x 256/weight 但是，当node1的权重为1，node2的权重为10，经过运算前几次的调度都会被node2承接

4、NQ：Never Queue，第一轮均匀分配，后续SED

5、LBLC：Locality-Based LC，动态的DH算法，使用场景：根据负载状态实现正向代理

6、LBLCR：LBLC with Replication，带复制功能的LBLC，解决LBLC负载不均衡问题，从负载重的复制 到负载轻的RS

3.FO(Weighted Fai Over)调度算法：常用作灰度发布

在此FO算法中，遍历虚拟服务所关联的真实服务器链表，找到还未过载(未设置IP_VS_DEST_F OVERLOAD标志)的且权重最高的真实服务器，进行调度

当服务器承接大量链接，我们可以对此服务器进行过载标记（IP_VS_DEST_F OVERLOAD），那么vs调度 器就不会把链接调度到有过载标记的主机中。

4.OVF(Overflow-connection)调度算法

基于真实服务器的活动连接数量和权重值实现。将新连接调度到权重值最高的真实服务器，直到其活动 连接数量超过权重值，之后调度到下一个权重值最高的真实服务器,在此OVF算法中，遍历虚拟服务相关 联的真实服务器链表，找到权重值最高的可用真实服务器。一个可用的真实服务器需要同时满足以下条 件:

未过载(未设置IP_VS_DEST_F OVERLOAD标志)

真实服务器当前的活动连接数量小于其权重值

其权重值不为零