一分钟了解lvs

今天小编和大家介绍一下 LVS, 希望能给大家带来一定的收获！

一、LVS 简介

LVS（Linux Virtual Server）即 Linux 虚拟服务器，是由章文嵩博士主导的开源负载均衡项目，目前 LVS 已经被集成到 Linux 内核模块中。该项目在 Linux 内核中实现了基于 IP 的数据请求负载均衡调度方案，终端互联网用户从外部访问公司的外部负载均衡服务器，终端用户的 Web 请求会发送给 LVS 调度器，调度器根据自己预设的算法决定将该请求发送给后端的某台 Web 服务器，比如，轮询算法可以将外部的请求平均分发给后端的所有服务器，终端用户访问 LVS 调度器虽然会被转发到后端真实的服务器，但如果真实服务器连接的是相同的存储，提供的服务也是相同的服务，最终用户不管是访问哪台真实服务器，得到的服务内容都是一样的，整个集群对用户而言都是透明的。最后根据 LVS 工作模式的不同，真实服务器会选择不同的方式将用户需要的数据发送到终端用户，LVS 工作模式分为 NAT 模式、TUN 模式、以及 DR 模式。

二、LVS 的构成

从物理层面上讲，LVS 的主要组成：

负载调度器 (load balancer/ Director)，它是整个集群对外面的前端机，负责将客户的请求发送到一组服务器上执行，而客户认为服务是来自一个 IP 地址(我们可称之为虚拟 IP 地址) 上的。

服务器池(server pool/ Realserver)，是一组真正执行客户请求的服务器，执行的服务一般有 WEB、MAIL、FTP 和 DNS 等。

共享存储(shared storage)，它为服务器池提供一个共享的存储区，这样很容易使得服务器池拥有相同的内容，提供相同的服务。

注：一般为了实现高可用会使用两台以上的调度服务器，作为备份，提高安全性。

从软件层面上讲，LVS 由 2 部分程序组成，包括 ipvs 和 ipvsadm。

1、ipvs(ip virtual server)：工作在内核空间的一段代码，叫 ipvs，是真正生效实现调度的代码。

2、ipvsadm：另外一段是工作在用户空间，叫 ipvsadm，负责为 ipvs 内核框架编写规则，定义谁是集群服务，而谁是后端真实的服务器(Real Server)，然后由内核代码实现真正的调度算法及功能。

三、LVS 三种工作模式

3.1、基于 NAT 的 LVS 模式负载均衡

NAT（Network Address Translation）即网络地址转换，其作用是通过数据报头的修改，使得位于企业内部的私有 IP 地址可以访问外网，以及外部用户可以访问于公司内部的私有 IP 主机。

LVS 负载调度器可以使用两块网卡配置不同的 IP 地址，eth0 设置为私钥 IP 与内部网络通过交换设备相互连接，eth1 设备为外网 IP 与外部网络联通。

第一步，用户通过互联网 DNS 服务器解析到公司负载均衡设备上面的外网地址，相对于真实服务器而言，LVS 外网 IP 又称 VIP（Virtual IP Address），用户通过访问 VIP，即可连接后端的真实服务器（Real Server），而这一切对用户而言都是透明的，用户以为自己访问的就是真实服务器，但他并不知道自己访问的 VIP 仅仅是一个调度器，也不清楚后端的真实服务器到底在哪里、有多少真实服务器。

第二步，用户将请求发送至 124.126.147.168，此时 LVS 将根据预设的算法选择后端的一台真实服务器（192.168.0.1~192.168.0.3），将数据请求包转发给真实服务器，并且在转发之前 LVS 会修改数据包中的目标地址以及目标端口，目标地址与目标端口将被修改为选出的真实服务器 IP 地址以及相应的端口。

第三步，真实的服务器将响应数据包返回给 LVS 调度器，调度器在得到响应的数据包后会将源地址和源端口修改为 VIP 及调度器相应的端口，修改完成后，由调度器将响应数据包发送回终端用户，另外，由于 LVS 调度器有一个连接 Hash 表，该表中会记录连接请求及转发信息，当同一个连接的下一个数据包发送给调度器时，从该 Hash 表中可以直接找到之前的连接记录，并根据记录信息选出相同的真实服务器及端口信息。

NAT 模式详细说明：

1、client 请求资源，当报文到达 director 时，源和目标 IP 是 CIP-VIP，IPVS 会强行修改目标地址为 RIP，将报文从 INPUT 发向 POSTROUTING，源和目标 IP 修改为 CIP-RIP，RS 验证目标地址是本地地址，则接受报文并处理请求。

2、RS 响应请求，由于请求报文源 IP 是 CIP，所以响应报文的目标 IP 是 CIP；将响应报文发送给网关 director 后，director 会通过 SNAT 将源 IP 修改为 VIP，这样 client 才可以明确是响应它请求报文的数据包。

特点：

director 与 RS 必须在同一个局域网呢

RS 的网关必须指向 director 的私网 DIP。

请求和响应报文都需要 director 转发，会成为整个系统的瓶颈。

支持端口映射，client 访问 80 端口，dire。

好啦！今天的分享到这里就结束了，希望大家能够持续关注 马哥教育 官网，每天都会有大量优质内容与大家分享！

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