LVS 四种工作模式原理、优缺点比较及简单配置

LVS集群采用IP负载均衡技术和基于内容请求分发技术。调度器具有很好的吞吐率，将请求均衡地转移到不同的服务器上执行，且调度器自动屏蔽掉服务器的故障，从而将一组服务器构成一个高性能的、高可用的虚拟服务器。整个服务器集群的结构对客户是透明的，而且无需修改客户端和服务器端的程序。为此，在设计时需要考虑系统的透明性、可伸缩性、高可用性和易管理性

原理：把客户端发来的数据包在负载均衡器上将目的地址封装成其中一台RS的IP地址，并发至该RS来处理,RS处理完成后把数据包发给负载均衡器,负载均衡器再把数据包的原IP地址封装成为自己的IP，将目的地址封装成客户端IP地址，然后发给客户端｡无论是进来的流量,还是出去的流量,都必须经过负载均衡器｡

优点：集群中的物理服务器可以使用任何支持 TCP/IP 的操作系统，只有负载均衡器需要一个合法的IP地址。

缺点：扩展性有限。当服务器节点（普通PC服务器）增长过多时,负载均衡器将成为整个系统的瓶颈，因为所有的请求包和应答包的流向都经过负载均衡器。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！

原理：由于互联网上的大多Internet服务的请求包很短小，而应答包通常很庞大，使用nat模式庞大的应答数据包也必须经过负载均衡器，这就加重了负载均衡器的负担，隧道模式就是优化这个问题的。所以隧道模式就是，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,不需要再经过负载均衡器｡注意,由于RS需要对负载均衡器发过来的数据包进行还原,所以说必须支持IPTUNNEL协议｡所以,在RS的内核中,必须编译支持IPTUNNEL这个选项

优点：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。所以，减少了负载均衡器的大量数据流动，负载均衡器不再是系统的瓶颈，就能处理很巨大的请求量，这种方式，一台负载均衡器能够为很多RS进行分发。而且跑在公网上就能进行不同地域的分发。

缺点：隧道模式的RS节点需要合法IP，这种方式需要所有的服务器支持”IP Tunneling”(IP Encapsulation)协议，服务器可能只局限在部分Linux系统上。

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,所有RS对本身这个IP的ARP请求保持静默｡也就是说,网关会把对这个服务IP的请求全部定向给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地址改为RS的MAC（因为IP一致）并将请求分发给这台RS｡这时RS收到这个数据包,处理完成之后，由于IP一致，可以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｡由于负载均衡器要对二层包头进行改换,所以负载均衡器和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｡

原理：FULL NAT 在client请求VIP 时，不仅替换了package 的dst ip，还替换了package的 src ip；但VIP 返回给client时也替换了src ip，具体分析如下： 首先client 发送请求[package] 给VIP；VIP 收到package后，会根据LVS设置的LB算法选择一个合适的realserver，然后把package 的DST IP 修改为realserver；把sorce ip 改成 lvs 集群的LB IP ；realserver 收到这个package后判断dst ip 是自己，就处理这个package ，处理完后把这个包发送给LVS VIP；LVS 收到这个package 后把sorce ip改成VIP的IP，dst ip改成 client ip然后发送给client。 FULL NAT 模式也不需要 LBIP 和realserver ip 在同一个网段；

常用调度算法有4种（轮询、加权轮询、最少连接、加权最少连接）

源地址散列（Source Hashing）

最短的期望的延迟（Shortest Expected Delay Scheduling SED）

服务安装与前期配置

WEB服务器1和WEB服务器2 nginx安装完成之后，修改下nginx默认发布页方便后面区分，在两台服务器上分别执行以下命令：

lvs配置可以通过编辑配置文件进行配置，也可以通过脚本进行配置，个人推荐使用脚本，因为修改配置很方便

DR模式配置通过命令的方式 a. 配置LVS服务器（server1）

下图说明成功

我的是做过解析的，如果没做解析显示可能为

其实就是路由器的问题，因为路由器一般是动态学习ARP包的（一般动态配置DHCP的话），当内网的机器要发送一个到外部的ip包，那么它就会请求路由器的Mac地址，发送一个arp请求，这个arp请求里面包括了自己的ip地址和Mac地址，而linux默认是使用ip的源ip地址作为arp里面 的源ip地址，而不是使用发送设备上面的 ，这样在lvs这样的架构下，所有发送包都是同一个VIP地址，那么arp请求就会包括VIP地址和设备 Mac，而路由器收到这个arp请求就会更新自己的arp缓存，这样就会造成ip欺骗了，VIP被抢夺，所以就会有问题。

arp缓存为什么会更新了，什么时候会更新呢，为了减少arp请求的次数，当主机接收到询问自己的arp请求的时候，就会把源ip和源Mac放入自己的arp表里面，方便接下来的通讯。如果收到不是询问自己的包（arp是广播的，所有人都收到），就会丢掉，这样不会造成arp表里面无用数据太多导致 有用的记录被删除。 在设置参数的时候将arp_ignore 设置为1，意味着当别人的arp请求过来的时候，如果接收的设备上面没有这个ip，就不做出响应，默认是0，只要这台机器上面任何一个设备上面有这个ip，就响应arp请求，并发送mac地址

NAT模式配置通过脚本实现 a. 配置LVS服务器（server1）

感谢关注，该模式暂时未测试通过，稍后更新。。。