lvs和keeplived的工作原理详解

Posted 2020-09-24

一、lvs的工作原理

  使用集群的技术和liunx的操作系统实现一个高性能、高可用的服务器。可伸缩性、可靠性、很好的管理性。

 特点：可伸缩网络服务的几种结构，它们都需要一个前端的负载调度器（或者多个进行主从备份）。我们先分析实现虚拟网络服务的主要技术，指出IP负载均衡技术是在负载调度器的实现技术中效率最高的。在已有的IP负载均衡技术中，主要有通过网络地址转换（Network Address Translation）将一组服务器构成一个高性能的、高可用的虚拟服务器，我们称之为VS/NAT技术（Virtual Server via Network Address Translation）。在分析VS/NAT的缺点和网络服务的非对称性的基础上，我们提出了通过IP隧道实现虚拟服务器的方法VS/TUN （Virtual Server via IP Tunneling），和通过直接路由实现虚拟服务器的方法VS/DR（Virtual Server via Direct Routing），它们可以极大地提高系统的伸缩性。VS/NAT、VS/TUN和VS/DR技术是LVS集群中实现的三种IP负载均衡技术。

  技术：LVS集群采用ip负载均衡技术减轻服务器的压力，将请求均衡转移到不同的服务器上执行，且调度器自动屏蔽掉服务器的故障，从而将一组服务器构成一个高性能的，高可用的虚拟服务器，整个服务器集群的结构对客户端是透明的，而且无需修改客户端和服务器的程序，为此在设计的时候考虑到了系统的透明性，可伸缩性，高可用性和易管理性。

   LVS:主要采用三种结构主要部分是

    服务器池，是一组正执行客户端请求的服务器，执行的服务有WEB,MAL,FTP和DNS等。

   负载调度器：它是整个集群对外面前端机，负责将客户的请求发送到一组服务器上执行，而客户确认为服务器是一个来自一个ip上的（虚拟机ip地址。

 共享存储，它为服务器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。

   

   优点

 开源，免费

 具有软件负载均衡的一些优点。

 在网上能找到一些相关技术资源。

  

   缺点

  没有可靠的支持服务，没有人对其结果负责。

   功能比较简单，支持复杂的应用的负载均衡能力较差，算法较少等。

   开启隧道方式需要编译内核

   配置复杂；

   主要应用于LINUX系统，目前没有专用于windows系统版本的，不过可以通过配置使windows称为lvs集群中的real server （win2003、win2008）。

 

   

    

         1. DS：Director Server。指的是前端负载均衡器节点。

       2. RS：Real Server。后端真实的工作服务器。

       3. VIP：向外部直接面向用户请求，作为用户请求的目标的IP地址。

       4. DIP：Director Server IP，主要用于和内部主机通讯的IP地址。

       5. RIP：Real Server IP，后端服务器的IP地址。

        6. CIP：Client IP，访问客户端的IP地址。

keeplived原理

  keeplvied也是模块化设计，不同模块的不同功能

core：是keeplived的核心，复杂主进程的启动和维护，全局配置的加载解析等

check：负责是healthchecker（健康检查),包括了各种健康检查的方式，以及对应的配置的解析包括LVS的配置解析

vrrp：VRRPD子进程，VRRPD子进程是来是来实现VRRP协议的

libipfwc：iptables（ipchains）库，配置LVS会用到

libipvs*：配置LVS会用到

keepalived启动会有三个进程

父进程:内存管理，子进程管理

子进程：VRRP子进程

子进程:healthchecker子进程

如图可知，两个子进程都被watchDog看管，两个子进程各自复杂自己的事，healthcheck子进程复杂检查自己服务器的健康程度，比如HTTP，lvs等如果healthchecker子进程检查到MASTER服务不可用了，就会通知本机上的vrrp的子进程，让他删除通告并且去掉虚拟机ip，转为BACKUP状态

 keeplived配置详解

 keeplived有三类配置区域，是一个配置文件里三种不同的区域。

 全局配置

 VRRPD配置

 LVS配置

 全局配置分为两个子进程:全局定义（global definition）

                        静态路由配置（static ipaddres/routes）

总结：lvs和keeplived就是一个心跳检测，怎么说呢比如我是keeplived手一直摸着lvs的心脏来监听lvs的系统状况等，如果lvs当机keeplived作为一个热备份随时顶替lvs来进行负载均衡，不过lvs和keeplived是完全不同的两个东西。

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