LVS负载均衡集群介绍

cf2000

　　一、搭建负载均衡服务的需求：
负载均衡（Load Balance）集群提供了一种廉价、有效、透明的方法，来扩展网络设备和服务器的负载、带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。

1）把单台计算机无法承受的大规模的并发访问或数据流量分担到多台节点设备上分别处理，减少用户等待响应的时间，提升用户体验；
2）单个重负载的运算分担到多台节点设备上做并行处理，每个节点设备处理结束后，将结果汇总，返回给用户，系统处理能力得到大幅度提高。
3）7*24的服务保证，任意一个或多个有限后面节点设备宕机，要求不能影响业务。

在负载均衡集群中，所有计算机节点都应该提供相同的服务。集群负载均衡器截获所有对该服务的入站请求。然后将这些请求尽可能地平均地分配在所有集群节点上。
　　二、LVS（Linux Virtual Server）介绍
LVS是Linux Virtual Server 的简写，意即Linux虚拟服务器，是一个虚拟的服务器集群系
统，可以在UNIX/LINUX平台下实现负载均衡集群功能。该项目在1998年6月由章文嵩博士组织成
立，是中国国内最早出现的自由软件项目之一。

标题	地址
LVS项目介绍	http://linuxvirtualserver.org/zh/lvs1.html
LVS集群的体系结构	http://linuxvirtualserver.org/zh/lvs2.html
LVS集群中的IP负载均衡技术	http://linuxvirtualserver.org/zh/lvs3.html
LVS集群的负载调度	http://linuxvirtualserver.org/zh/lvs4.html

　　三、IPVS(LVS)发展史
　　早在2.2内核时，IPVS就已经以内核补丁的形式出现。
从2.4.23版本开始，IPVS软件就已经合并到Linux内核的常用版本的内核补丁的集合。
从2.4.24以后IPVS已经成为Linux官方标准内核的一部分。
　　四、IPVS软件工作层次图

　　从上图我们看出，LVS负载均衡调度技术是在Linux内核中实现的，因此，被称之为Linux虚拟服务器（Linux Virtual Server）。我们使用该软件配置LVS时候，不能直接配置内核中的ipvs，而需要使用ipvs的管理工具ipvsadm进行管理，当然，后文我们会讲通过keepalived软件直接管理ipvs，并不是通过ipvsadm来管理ipvs。
ipvs的管理工具ipvsadm管理ipvs。
　　LVS技术点小结：
1、真正实现调度的工具是IPVS，工作在Linux内核层面。
2、LVS自带的IPVS管理工具是ipvsadm。
3、keepalived实现管理IPVS及负载均衡器的高可用。
4、Red hat工具Piranha WEB管理实现调度的工具IPVS。
　　五、LVS社区命名的约定：
　　LVS集群负载均衡器接受服务的所有入站客户端计算机请求，并根据调度算法决定哪个集群几点应该处理回复请求。负载均衡器（简称LB）有时也被称为LVS Director（简称Director）。
为了方便大家探讨LVS技术，LVS社区提供了一个命名的约定，内容如下表：

名称	缩写	说明
虚拟IP地址（Virtual Ip Address）	VIP	VIP为Director用于向客户端计算机提供服务的IP地址。比如：www.etiantian.org域名就要解析到vip上提供服务。
真实IP地址（Real Server IP Address）	RIP	在集群下面节点上使用的IP地址，物理IP地址
Director的IP地址（Directo Ip Addres）	DIP	Director用于连接内外网络的IP地址，物理网卡上的IP地址。是负载均衡器上的IP。
客户端主机IP地址（Client Ip Address）	CIP	客户端用于计算机请求集群服务器的IP地址，该地址用作发送给集群的请求的源IP地址。

　　LVS集群内部的节点称为真实服务器（Real Server），也叫作集群节点。请求集群服务的计算机称为客户端计算机。
　　LVS集群的3种工作模式介绍与原理讲解
　　IP虚拟服务器软件IPVS
　　
　　在调度器的实现技术中，IP负载均衡技术是效率最高的。在已有的IP负载均衡技术中有通过网络地址转换（Network Address Translation）将一组服务器构成一个高性能的、高可用的虚拟服务器，我们称之为VS/NAT技术（Virtual Server via Network Address Translation）,大多数商业化的IP负载均衡调度器产品都是使用NAT的方法，如Cisco的LocalDirector、F5、Netscaler的Big/IP和Alteon的ACEDirector。
　　在分析VS/NAT的缺点和网络服务的非对称性的基础上，我们提出通过IP隧道实现虚拟服务器的方法VS/TUN（Virtual Server via IP Tunneling）和通过直接路由实现虚拟服务器的方法VS/DR（Virtual Server via Direct Routing），它们可以极大地提高系统的伸缩性。所以，IPVS软件实现了这三种IP负载均衡技术。淘宝开源的模式FULLNAT（Virtul Server via FULL Network Address Translation）