LVS的三种工作模式

转自：http://xuchengji.blog.51cto.com/160472/324526

LVS介绍

1.LVS系统结构与特点

使用LVS架设的服务器集群系统从体系结构上看是透明的，最终用户只感觉到一个虚拟服务器.物理服务器之间可以通过高速的LAN或分布在各地的WAN相连。最前端是负载均衡器，它负责将各种服务请求分发给后面的物理服务器，让整个集群表现得象一个服务于同一IP地址的虚拟服务器。

LVS集群系统具有良好的可扩展性和高可用性。

可扩展性是指，LVS集群建立后，可以很容易地根据实际的需要增加或减少物理服务器。而高可用性是指当检测到服务器节点或服务进程出错、失效时，集群系统能够自动进行适当的重新调整系统。

 

2.LVS是如何工作的

 

Linux Virtual Server的主要是在负载均衡器上实现的，负载均衡器是一台加了LVS Patch的2.2.x版内核的Linux系统。LVS Patch可以通过重新编译内核的方法加入内核，也可以当作一个动态的模块插入现在的内核中。

负载均衡器可以运行在以下三种模式下中的一种或几种： 1）Virtual Server via NAT（VS-NAT）：用地址翻译实现虚拟服务器；2）Virtual Server via IP Tunneling （VS-TUN）：用IP隧道技术实现虚拟服务器；3）Virtual Server via Direct Routing（VS-DR）：用直接路由技术实现虚拟服务器。

另外，还需要根据LVS应用对物理服务器进行恰当的配置。

以下将分别讲述一下三种模式的工作原理和优缺点。

2.1.Virtual server via NAT（VS-NAT）

Virtual Server via NAT方法的最大优点是集群中的物理服务器可以使用任何支持TCP/IP操作系统，物理服务器可以分配Internet的保留私有地址，只有负载均衡器需要一个合法的IP地址。

这种实现方法的最大的缺点是扩展性有限。当服务器节点（普通PC服务器）数据增长到20个或更多时,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都需要经过负载均衡器再生。假使TCP包的平均长度是536字节的话，平均包再生延迟时间大约为60us（在Pentium处理器上计算的，采用更快的处理器将使得这个延迟时间变短），负载均衡器的最大容许能力为8.93M/s，假定每台物理服务器的平台容许能力为400K/s来计算，负责均衡器能为22台物理服务器计算。

Virtual Server via NAT能够满足许多服务器的服务性能需求。即使是是负载均衡器成为整个系统的瓶颈，如果是这样也有两种方法来解决它。一种是混合处理，另一种是采用Virtual Server via IP tunneling或Virtual Server via direct routing。如果采用混合处理的方法，将需要许多同属单一的RR DNS域。你采用Virtual Server via IP tunneling或Virtual Server via direct routing以获得更好的可扩展性。也可以嵌套使用负载均衡器，在最前端的是VS-Tunneling或VS-Drouting的负载均衡器，然后后面采用VS-NAT的负载均衡器。

2.2.Virtual server via IP tunneling（VS-TUN）

采用VS-NAT方式，请求与应答包都需要经过负载均衡器，那么当服务器节点增长到20个或更多时，这个负载均衡器就可能成为新的瓶颈。我们发现，许多Internet服务（例如WEB服务器）的请求包很短小，而应答包通常很大。

而使用VS-TUN方式的话，负载均衡器只负责将请求包分发给物理服务器，而物理服务器将应答包直接发给用户。所以，负载均衡器能处理很巨大的请求量，这种方式，一台负载均衡能为超过100台的物理服务器服务，负载均衡器不再是系统的瓶颈。使用VS-TUN方式，如果你的负载均衡器拥有100M的全双工网卡的话，就能使得整个Virtual Server能达到1G的吞吐量。

IP tunneling（IP隧道）能够用于架构一个高性能的virtual server，非常适合构建virtual proxy server，因为当代理服务器收到了请求，能够让最终用户直接与服务器联系。

但是，这种方式需要所有的服务器支持IP Tunneling(IP Encapsulation)协议，我仅在Linux系统上实现了这个，如果你能让其它操作系统支持，还在探索之中。

2.3.Virtual Server via Direct Routing（VS-DR）

就象VS-TUN一下，在VS-DR方式下，负载均衡器也只是分发请求，应答包通过单独的路由方法返回给客户端。这种方式能够大大提高Virtual Server的可扩展性。与VS-TUN相比，VS-DR这种实现方式不需要隧道结构，但它要求负载均衡器的网卡必须与物理网卡在一个物理段上。

而且VS-DR模式，可以使用大多数操作系统做为物理服务器，其中包括：Linux 2.0.36、2.2.9、2.2.10、2.2.12；Solaris 2.5.1、2.6、2.7；FreeBSD 3.1、3.2、3.3；NT4.0无需打补丁；IRIX 6.5；HPUX11等

 

 

以下来源于:Tool哥的LVS教程