LVS集群详解（持续更新中）

一、LVS（Linux Virtual Server）简介：
背景：在Internet的飞速发展下，对于网络宽带和服务器的要求越来越高。因此，对用硬件和软件的方法实现高可用伸缩、高可用网络服务的需求不断增长。针对高可用伸缩、高可用网络服务的需求章文嵩博士在1988年5月成立了LVS自由软件项目，是基于IP层和基于内容请求分发的负载平衡调度方法，并在Linux内核中实现了这些方法，将一组服务器构成一个实现可伸缩的、高可用网络服务的虚拟服务器。

项目目标：使用集群技术和Linux操作系统实现一个高性能、高可用的服务器，它具有很好的伸缩性、可靠性和可管理性。

二、LVS（Linux Virtual Server）体系结构：




（该图片来源于网络）

Load Balancer：是整个集群对外的前端机，由一台或者多台负载调度器（Director Server）组成，负责将客户的请求分发到Server Cluster的服务器上执行，而客户认为服务是来自一个IP地址（虚拟IP地址）。调度器是服务器集群系统的唯一的入口点，它可以采用IP负载均衡技术、基于内容请求分发技术或者两者相结合。它的所有操作都是在Linux操作系统的内核中完成，开销很小，具有很高的吞吐率。
Server Cluster：是由多个Real Server通过高速的LAN或分布在各地的WAN相连接组成的，服务器池的服务器数目是可变的。当负载超过目前所有服务器的处理能力时，可以在服务器池中增加服务器来增加处理能力以解决此问题。

Storage：为所有的Real Server提供共享的存储区，可以让服务器拥有相同的内容，提供相同的服务。

三、LVS（Linux Virtual Server）的内核模型：



1、当客户端的请求到达负载调度器时，首先到达PREROUTING链；
2、当该请求数据包的目的地址是本机时，将数据包通过PREROUTING链送往INPUT链；

3、当数据包到达INPUT链时，IPVS会对数据包进行检查，数据包的目的地址和端口不在规则内的话，数据包被送往用户空间；

4、如果数据包的目的地址和端口在规则内，那么将修改该数据包的目的地址为Real Server中某一选定好的的服务器的地址，并把该数据包送往POSTROUTING链；

5、该数据包通过POSTROUTING链发送到Real Server中选定好的服务器。

注：ipvsadm：用户空间的命令行工具，用于管理集群服务及集群服务上的Real Server等；
ipvs：工作于内核上的INPUT链上的程序代码，其集群功能依赖于ipvsadm定义的集群服务器规则。

四、LVS（Linux Virtual Server）的类型：
1、VS/NAT技术（Virtual Server via Network Address Translation）：



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2、VS/DR（Virtual Server via Direct Routing）：



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3、VS/TUN（Virtual Server via IP Tunneling）：



（该图片来源于网络）