LVS负载均衡

一、集群的概念
它是一堆机器协同工作，但是对于外面人看来，就相当于一台一样。

二、集群的基本特点和作用

1、高性能（天气预报、核试验模拟）、高并发2、价格有效性，整个系统实现是经济的、易支付的3、可伸缩性（Scalability）4、高可用（Availability）

三、集群的分类
1、负载均衡集群

1）概念：桌子四条腿，每个腿承担四分之一的压力2）主要应用场景：web服务器和mysql从服务器3）作用：①分担用户访问请求或数据流量②保持业务连续性7*24服务（高可用）4）典型开源软件：lvs  nginx  haproxy

2、高可用集群

1）概念：一台宕机，另一台接管（IP资源和服务资源）2）开源软件：keepalived、heartbeat3）应用场景：负载均衡器上面

四、常用的软件软硬件
1、互联网企业常用的开源集群软件：lvs、haproxy、nginx、keepalived、heartbeat
2、互联网企业常用的商业集群硬件：Netscaler、F5、A10、Radware等，工作模式相当于haproxy的工作模式

五、LVS负载均衡集群介绍
1、简介（Linux Virtual Server）
虚拟服务器系统

2、IPVS软件工作从层次图

注意：
我们使用该软件配置LVS的时候，不能直接配置内核中的ipvs，需要用ipvsdm来管理ipvs，也可以直接用keepalived来管理（通过接口管理的）
总结：
真正实现负载均衡调度工具ipvs。
管理工具：ipvsadmin和keepalived

3、LVS体系结构与工作原理

客户端--->负载均衡器（通过调度算法）--->服务器

4、术语

VIP:虚拟IPRIP:物理IP，集群节点的IPDIP:负载均衡器上的IP(用于连接内外网络的IP)CIP:客户端的IP

5、三种工作模式与原理讲解

三种模式：NAT、DR、TUN、(FULL NAT，这个目前淘宝在用)

1）DR-直接路由模式或单臂路由模式
DR模式是通过改写请求报文的MAC地址，将请求发送给真实服务器，而真实服务器将响应的请求直接给客户端。

总结：

①通过在调度器上修改目标的Mac地址实现转发②请求的报文经过调度器，而RS响应处理后的报文无需经过LB，因此，并发量大的时候效率高③RS和LB只能在一个局域网中④RS节点的VIP绑定(lo:vip)和ARP抑制问题⑤RS节点的默认网关不需要是调度器LB的DIP，而直接是IDC机房分配的上级路由器的IP⑥由于DR模式仅更改了目标的Mac，因此，LB无法改写请求报文的目标端口⑦LB支持几乎所有的Linux Unix平台，但目前不支持Windows系统。RS节点可以是Windows系统。⑧DR模式效率高，但是配置比较麻烦。因此访问量不是很大的时候，可以用nginx/haproxy代替。⑨直接对外的访问业务，例如:用web服务器做RS节点，RS最好有公网IP地址。

2）NAT模式

总结：

①NAT技术将请求的报文(DNAT)和响应的报文(SNAT)，通过调度器地址改写②只需要在LB上配置公网IP即可，调度器也要有私网IP和内部的RS通信③每台RS的网关是LB④由于请求与响应都要经过LB，所以网站访问量大的时候LB有较大的瓶颈，一般要求最多10-20台节点⑤NAT模式支持对IP及端口转化，即请求10.0.0.1:80，可以通过调度器转换到RS节点的10.0.0.2:8080⑥所有的NAT内部的RS节点只需配置私网IP即可⑦由于数据包来回都要经过LB，因此要开启内核转发net.ipv4.ip_forward = 1

3）TUN模式（封装了一个IP报头，也就可以跨机房了）

和DR模式不同是在LB和RS之间通过隧道传输。进来的时候：增加1个IP出去：没有所以需要在RS上绑定VIP，同时做ARP抑制。

4）full NAT模式
把源地址和目的地址都改，因此网关不一定是LB，原地址要改成LB的IP,调度器可以有多个。