LVS概念介绍

lizh

一.LVS产生的背景

随着网站业务的量的增长，每天的PV会成倍的增长，服务器的压力会越来越大。如何处理每天成倍增加的PV呢，这就需要负载均衡技术的出现。负载均衡技术，简单的来说，就是将以前一台服务器需要处理的事情，现在交给一组服务器来处理。采用负载均衡架构的网站，能够非常出色的完成大量并发服务的处理请求。

LVS就是负载均衡技术的代表，并在生产环境中得到了广泛的应用。LVS是Linux Virtual Server的简写，是一个虚拟的服务器集群系统。LVS是由章文嵩博士开发的一款自由软件。通过LVS可以实现一个高可用，高性能的服务器应用集群。采用LVS技术做负载均衡架构的网站，在生产环境下处理日均2000万PV是完全没有问题的。可见，LVS在处理大量并发的时候，还是非常稳定的。

二.LVS负载均衡架构

LVS负载均衡架构由三部分组成，负载均衡层，服务器层，数据存储层。

负载均衡层：位于整个集群系统的最前端，由一台或多台负载均衡器组成。负责将用户的请求按照相应的配置调度给后端的服务器进行处理，不为用户的请求提供服务。这和快递的分拣比较相似，只将快递分发给不同的区域，而不是直接交给终端用户。由LVS技术配置的负载均衡器，就属于负载均衡层。

服务器层：由多组应用服务器所构成。可以是WEB,MAIL,DNS等服务。负责处理由负载均衡器分发的用户请求。

数据存储层：为服务器层提供共享的数据存储区域。采用共享存储技术，不论用户访问的是哪台后端服务器，可以确保访问数据的一致性。

三.LVS相关术语：

Director:负载均衡器，本身并不提供任何服务，只是将用户请求按照所定义的调度算法，转发给后端的RealServer

RealServer:向客户端提供服务的一组或多组服务器

CIP:客户端IP地址

VIP:与客户端交互的虚拟IP地址

DIP:负载均衡器的IP地址

RIP: RealServer的IP地址

四.LVS的三种模式

1.DR:DirectRouting,直接路由模式

2.NAT:NetAddress Translation,网络地址转换模式

3.TUN:IPTunneling,IP隧道模式

五.LVS的调度算法

　　

轮叫调度（Round Robin Scheduling）算法就是以轮叫的方式依次将请求调度不同的服务器。该算法假设所有服务器处理性能均相同，不管服务器的当前连接数和响应速度，平等的对待每一台服务器。

加权轮叫调度（Weighted Round-RobinScheduling）算法在轮叫调度算法的基础上，根据每台服务器的性能差异，手工分配相应的权重，具有较高权重的服务器会处理更多的服务请求。

目标地址散列（Destination Hashing）算法根据请求的目标IP地址，作为散列键从静态分配的散列表中找出对应的服务器，若该服务器是可用的且未超载，将请求发送到该服务器，否则返回空。

源地址散列（Source Hashing）算法根据请求的源IP地址，作为散列键从静态分配的散列表中找出对应的服务器，若该服务器是可用的且未超载，将请求发送到该服务器，否则返回空。

最少链接（Least Connections）算法动态地将网络请求调度到已建立的链接最少的服务器上。如果服务器具有相近的系统性能，采用“最少链接”调度算法可以较好的实现负载均衡。

加权最少链接（Weighted Least Connections）算法在最少链接的基础上，根据每台服务器的性能差异，手工分配相应的权重，具有较高权重的服务器将承受大比例的活动链接负载。

基于局部性的最少链接（Locality-Based Least Connections）算法是针对目标IP地址的负载均衡，该算法根据请求的目标IP地址找出该目标IP地址最近使用的服务器，若该服务器是可用的且未超载，将请求发送到该服务器；若服务器不存在，或者该服务器超载且有服务器处于一般的工作负载，则用最少链接的原则选出一个可用的服务器，将请求发送到该服务器。

带复制的基于局部性最少链接（Locality-Based Least Connections with Replication）算法也是针对目标IP地址的负载均衡。它与LBLC算法的不同之处是它要维护从一个目标IP地址到一组服务器的映射，而LBLC算法维护从一个目标IP地址到一台服务器的映射。该算法根据请求的目标IP地址找出该目标IP地址对应的服务器组，按最少链接原则从服务器组中选出一台服务器，若服务器没有超载，将请求发送到该服务器，若服务器超载，则按最少链接原则从这个集群中选出一台服务器，将该服务器加入到服务器组中，将请求发送该服务器。同时，当该服务器组有一段时间未修改，将最忙的服务器从服务器组中删除，已降低复制的程度。