【Services】【Web】【LVS】lvs基礎概念
1.簡介
1.1. 作者：張文嵩，就職於阿裏
1.2. LVS是基礎四層路由、四層交換的軟件，他根據請求報文的目標IP和目標PORT將其調度轉發至後端的某主機；
1.3. IPTABLES的請求轉發路線：iptables（用戶空間工具）/netfilter（內核空間組件）
PREROUTING ==> INPUT
PREROUTING ==> FORWARD ==> POSTROUTING
OUTPUT ==> POSTROUTING
1.4. LVS的組成：ipvsadm（用戶空間工具）/ipvs（內核空間組件）
ipvsadm：用戶空間的命令行工具，用於管理集群服務及集群服務上的RS；
ipvs：工作於內核上的netfilter的INPUT鉤子之上的程序，可根據用戶定義的集群實現請求轉發；
1.5. LVS支持的協議：TCP、UDP、SCTP、AH、EST、AH_EST等協議進行調度；
2. 名詞解釋
| vs | Virtual Server, Director, Dispatcher, Balancer |
| rs | Real Server |
| CIP | Client IP |
| VIP | Virtual Server IP |
| DIP | Director IP |
| RIP | Real Server IP |
3. lvs集群的類型
3.1. lvs-nat：多目標的DNAT，通過將報文中的目標地址和目標端口修改為挑選出的某RS的RIP和PORT實現轉發；
3.1.1. 特性：
（1）RIP和DIP必須在同一IP網絡，且使用私有地址；RS的網絡要指向DIP（保證相應報文必須經由VS）；
（2）請求報文和相應報文都經由Director轉發，較高負載下，Director易於成為系統性能瓶頸；
（3）支持端口映射
（4）VS必須是Linux，RS可以是任意OS
3.2. lvs-dr：Direct Routing，通過為請求報文的重新封裝一個MAC首部進行轉發，源mac是DIP所在接口的mac，目標mac是挑選出某RS的RIP所在接口的MAC地址；IP首部不會發生變化（CIP《==》VIP）
3.2.1. 特性：
（1）確保前端路由器將目標IP為VIP的請求報文發往Director
解決方案：
在路由器上靜態綁定VIP和Director的MAC地址；
禁止RS響應VIP的ARP請求，禁止RS的VIP進行通告
（a）arptables
（b）修改RS的內核參數，並把VIP綁定在lo的別名上；
arp_Ignore, apr_announce
（2）RS的RIP可以使用私有地址，也可以使用公網地址
（3）RS跟Director必須在同一物理網絡
（4）請求報文必須由Directory調度，但響應報文必須不能經由Director；
（5）不支持端口映射
（6）RS可以使用大多的OS
3.3. lvs-tun：tunnel，不修改請求報文的IP首部（源IP為CIP，目標IP為VIP），而是原IP首部之外再封裝一個IP首部（源IP為DIP，目標IP為挑選出的RS的RIP）；
3.3.1. 特性
（1）RIP、DIP、VIP全得是公網地址；
（2）RS網關不能指向也可能指向DIP
（3）請求報文經由Director轉發，但響應報文將直接發往CIP；
（4）不支持端口映射
（5）RS的OS必須支持隧道功能；
3.4. lvs-fullnat：通過同時修改請求報文的源IP地址（CIP==》DIP）和目標IP地址（VIP==》RIP）進行轉發；
3.4.1. 特性
（1）VIP是公網地址，RIP和DIP是私網地址，且通常不在同一網絡中，但需要經由路由器互通；
（2）RS收到的請求報文源IP為DIP，因此響應報文將直接響應給DIP；
（3）請求和響應報文都經由Director
（4）支持端口映射
4. lvs集群的調度算法（scheduler）：根據其調度時是否考慮後端主機的當前負載，可分為靜態方法和動態方法兩類；
4.1. 靜態方法：僅根據算法本身進行調度；
RR：Round Robin，輪詢/論調/輪叫；
WRR：Weighted RR，加權輪詢；
SH：Source Hashing，源地址哈希；
DH：Destination Hashing，目標地址哈希；正向web代理（緩存），負載均衡內網用戶對外部服務器的請求；哈希的是目標地址
4.2. 動態方法：根據算法及各RS當前的負載狀態進行調度；
LC：least connections，最少連接；
Overhead=Active*256+Inactive
WCL：Weighted LC，加權最少連接；
Overhead=（Active*256+Inactive）/weight
SED：Shorted Expections Delay
Overhead=（Active+1）*256/weight
NQ：Never Queue
LBLC：Locality-Based LC，動態的DH算法
LBLCR：LBLC with Replication，帶復制功能的LBLC；
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