LVS負載均衡集群

LVS負載均衡集群介紹

負載均衡集群的作用：提供一種廉價、有效、透明的方法，來擴展網路設備和伺服器的負載帶寬、增加吞吐量，加強網路數據處理能力、提高網路的靈活性和可用性。

1）把單台計算機無法承受的大規模的並發訪問或數據流量分擔到多台節點設備上分別處理，減少用戶等待響應的時間，提升用戶體驗。

2）單個重負載的運算分擔到多台節點設備上做並行處理，每個節點設備處理結束後，將結果匯總，返回給用戶，系統處理能力得到大幅度提高。

3）7*24小時的服務保證，任意一個或多個設備節點設備宕機，不能影響到業務。在負載均衡集群中，所有計算機節點都應該提供相同的服務，集群負載均衡獲取所有對該服務的如站請求。

LVS的基本工作過程:

LVS的工作模式

1、NAT模式——網路地址轉換

原理圖簡述：

1)客戶端請求數據，目標IP為VIP

2)請求數據到達LB伺服器，LB根據調度演算法將目的地址修改為RIP地址及對應埠（此RIP地址是根據調度演算法得出的。）並在連接HASH表中記錄下這個連接。

3)數據包從LB伺服器到達RS伺服器webserver，然後webserver進行響應。Webserver的網關必須是LB，然後將數據返回給LB伺服器。

4)收到RS的返回後的數據，根據連接HASH表修改源地址VIP&目標地址CIP，及對應埠80.然後數據就從LB出發到達客戶端。

5)客戶端收到的就只能看到VIPDIP信息。

2、DR模式——直接路由模式

DR模式是通過改寫請求報文的目標MAC地址，將請求發給真實伺服器的，而真實伺服器響應後的處理結果直接返回給客戶端用戶。

DR模式小結：

1、通過在調度器LB上修改數據包的目的MAC地址實現轉發。注意源地址仍然是CIP，目的地址仍然是VIP地址。

2、請求的報文經過調度器，而RS響應處理後的報文無需經過調度器LB，因此並發訪問量大時使用效率很高（和NAT模式比）

3、因為DR模式是通過MAC地址改寫機制實現轉發，因此所有RS節點和調度器LB只能在一個區域網裡面

4、RS主機需要綁定VIP地址在LO介面上，並且需要配置ARP抑制。

5、RS節點的默認網關不需要配置成LB，而是直接配置為上級路由的網關，能讓RS直接出網就可以。

6、由於DR模式的調度器僅做MAC地址的改寫，所以調度器LB就不能改寫目標埠，那麼RS伺服器就得使用和VIP相同的埠提供服務。

3、Virtual Server via IP Tunneling（VS/TUN）

採用NAT技術時，由於請求和響應報文都必須經過調度器地址重寫，當客戶請求越來越多時，調度器的處理能力將成為瓶頸。為了解決這個問題，調度器把請求報 文通過IP隧道轉發至真實伺服器，而真實伺服器將響應直接返回給客戶，所以調度器只處理請求報文。由於一般網路服務應答比請求報文大許多，採用 VS/TUN技術後，集群系統的最大吞吐量可以提高10倍。

原理圖過程簡述：

1）客戶請求數據包，目標地址VIP發送到LB上。

2）LB接收到客戶請求包，進行IP Tunnel封裝。即在原有的包頭加上IP Tunnel的包頭。然後發送出去。

3）RS節點伺服器根據IP Tunnel包頭信息（此時就又一種邏輯上的隱形隧道，只有LB和RS之間懂）收到請求包，然後解開IP Tunnel包頭信息，得到客戶的請求包並進行響應處理。

4）響應處理完畢之後，RS伺服器使用自己的出公網的線路，將這個響應數據包發送給客戶端。源IP地址還是VIP地址。

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