LVS原理详解

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一、LVS 介绍

LVS 的英文全名为“Linux Virtual Server”，即 Linux 虚拟服务器，是一个虚拟的四层交换器集群系统，根据目标地址和目标端口实现用户请求转发，本身不产生流量，只做用户请求转发，目前是负载均衡性能最好的集群系统。

二、lvs 集群的类型：

lvs-nat：修改请求报文的目标 IP, 多目标 IP 的 DNAT
lvs-dr：操纵封装新的 MAC 地址
lvs-tun：在原请求 IP 报文之外新加一个 IP 首部
lvs-fullnat：修改请求报文的源和目标 IP

三、常用的名词

VS：Virtual Server，虚拟服务器，也称为 Director
RS：Real Server(lvs)，真正的服务器，集群中各节点
CIP：客户端 IP
VIP：Director 向外部提供服务的 IP
RIP：集群节点的服务器 IP
DIP：Director 与 RS 通信的 IP

四、LVS 的三种类型

1、LVS-NAT

原理简述
客户端向 VIP 发起请求连接，Director 在经过调度之后选取 RS，将本地端口与 RS 的端口做映射，然后 RS 返还数据 Director 将数据返还客户端
LVS-NAT 特性
1.RIP 的网关必须与网关指向 DIP
2. 可以使用端口映射；即 Director 将客户端请求的 IP 端口转换为真是服务器的 iP 与端口
3.Director 会成为系统的瓶颈所在，
4.RS 可以为任意的操作系统
5. 每台后端服务器的网关必须为调度器的内网地址

2、LVS-DR

原理简述
当客户端向 VIP 发起请求时，[源 CIP; 目的 VIP]数据包通过路由器发送到 Director。然后 Director 不修改其源 IP 目的 iP。经过调度后将目的 MAC 改为 RS 的 MAC，RS 收到数据之后发现目的 IP 为本机的 L0 接口就将其收下，然后找到数据再将源 IP 改为 L0 目的 IP 为 CIP 直接通过公网返回给客户端
架构特性
1. 必须保证前端路由通过 ARP 地址解析将数据转发至 Director，数据不能被 RS 接收
2.RS 可以使用私网地址，也可以使用公网 IP
3.Director 只负责调度。
4.Director 与 RS 必须在同一物理段中
5. 不支持端口映射
6.RS 的网关为前端路由，不能为 Director
7.RS 支持大多出 OS(可以拒绝 ARP 响应的系统)

3、LSV-tull

原理简述
客户端向 VIP 发送请求时，[源 CIP；目的 VIP]，Director 经过调度轮询后选择一个 RS 后使用隧道技术再次封装后向 RS 发送【源 DIP；目的 RIP [源 CIP；目的 VIP]】，RS 通过隧道收到请求后拆开数据后得到 [源 CIP；目的 VIP]，发现目的 IP 为自己 L0 接口的 IP 得，后就把数据收下，找到数据后将数据直接通过公网返还给客户端[源 VIP；目的 CIP]
特性
1.RIP、DIP、VIP 必须为公网 IP
2.RS 网关不指向 Director
3. 请求报文由 Director 转发至 RS，回复报文由 RS 直接发送至客户端
4. 不支持端口映射
5.RS 的 OS 必须支持隧道技术
6.Director 与 RS、RS 与 RS 可以跨网段、跨机房。

学习 LVS+Keepalived 必须阅读的三个文档。

1、《Keepalived 权威指南》下载见 http://www.linuxidc.com/Linux/2012-05/60951.htm

2、《LVS 手册》http://www.linuxidc.com/Linux/2016-03/129233.htm

3、《Red_Hat_Enterprise_Linux-5-Virtual_Server_Administration-zh-CN》http://www.linuxidc.com/Linux/2016-03/129234.htm

使用 LVS 实现负载均衡原理及安装配置详解  http://www.linuxidc.com/Linux/2017-02/140548.htm

LVS+Apache+PHP+MySQL 读写分离 http://www.linuxidc.com/Linux/2012-12/77027.htm

LVS 集群类型简介 http://www.linuxidc.com/Linux/2016-12/138709.htm

Keepalived 高可用 LVS  http://www.linuxidc.com/Linux/2017-03/142235.htm

LVS(Linux Virtual Server) 入门详解  http://www.linuxidc.com/Linux/2017-03/141929.htm

搭建 LVS+Keepalived 负载均衡集群  http://www.linuxidc.com/Linux/2017-03/141648.htm

Linux 负载均衡软件 LVS  http://www.linuxidc.com/Linux/2016-11/137435.htm

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