LVS介绍

Posted 2022-12-13 小韵豆子

LVS介绍：

LVS是Linux Virtual Server的简称，也就是Linux虚拟服务器，是一个由章文嵩博士发起的自由软件项目，官方站点是：http://www.linuxvirtualserver.org。现在LVS已经是Linux标准内核的一部分，在Linux2.4内核以前，使用LVS时必须重新编译内核以支持LVS功能模块，但是从Linux2.4内核心之后，已经完全内置了LVS的各个功能模块，无需给内核打任何补丁，可以直接使用LVS提供的各种功能。

 

LVS基本工作原理:

1、当用户向负载均衡调度器（Director Server）发起请求，调度器将请求发往至内核空间

2、 PREROUTING链首先会接收到用户请求，判断目标IP确定是本机IP，将数据包发往INPUT链

3、 IPVS是工作在INPUT链上的，当用户请求到达INPUT时，IPVS会将用户请求和自己已定义好的集群服务进行比对，如果用户请求的就是定义的集群服务，那么此时IPVS会强行修改数据包里的目标IP地址及端口，并将新的数据包发往POSTROUTING链

4、 POSTROUTING链接收数据包后发现目标IP地址刚好是自己的后端服务器，那么此时通过选路，将数据包最终发送给后端的服务器

 

LVS中的调度方法有三种：
    NAT（Network Address Translation网络地址转换）、TUN（tunnel 隧道）、DR（direct route 直接路由）

    DR模式：
          DR模式下，lvs接收请求输入，将请求转发给RS，由RS输出响应给用户，性能非常高。
          它的不足之处是要求负载均衡器与RS在一个物理段上。

   NAT模式：
           NAT模式下，LVS需要作为RS的网关，当网络包到达LVS时，LVS做目标地址转换(DNAT)，将目标IP改为RS的IP。
           RS接收到包以后，处理完，返回响应时，源IP是RS IP，目标IP是客户端的IP，这时RS的包通过网关(LVS)中转，
           LVS会做源地址转换(SNAT)，将包的源地址改为VIP，对于客户端只知道是LVS直接返回给它的。
           NAT模式请求和响应都需要经过lvs，性能没有DR模式好。

 TUN模式：
     TUN模式是通过ip隧道技术减轻lvs调度服务器的压力，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，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。相比NAT性能要高的多，比DR模式的优点是不限制负载均衡器与RS在一个物理段上。
     但是它的不足需要所有的服务器（lvs、RS）支持"IP Tunneling"(IP Encapsulation)协议。

 

LVS 优势与不足

1、优势

         高并发连接：LVS基于内核工作，有超强的承载能力和并发处理能力。单台LVS负载均衡器，可支持上万并发连接。

         稳定性强：是 工作在网络4层之上仅作分发之用， 这个特点也决定了它在负载均衡软件里的性能最强，稳定性最好， 对内存和cpu资源消耗极低。

         成本低廉：硬件负载均衡器少则十几万，多则几十万上百万，LVS只需一台服务器和就能免费部署使用，性价比极高。

         配置简单：LVS配置非常简单，仅需几行命令即可完成配置，也可写成脚本进行管理。

         支持多种算法：支持多种论调算法，可根据业务场景灵活调配进行使用

         支持多种工作模型：可根据业务场景，使用不同的工作模式来解决生产环境请求处理问题。

         应用范围广：因为LVS工作在4层，所以它几乎可以对所有应用做负载均衡，包括http、数据库、DNS、ftp服务等等

2、不足

         工作在4层，不支持7层规则修改，机制过于庞大，不适合小规模应用。