lvs负载均衡连接

标签：外网   复位   nec   隧道   rip   之间   提高   默认路由   log   

http://blog.csdn.net/zwz1984/article/details/45194377

http://blog.csdn.net/zwz1984/article/details/45194447

http://www.178linux.com/58381?utm_source=tuicool&utm_medium=referral

http://sofar.blog.51cto.com/353572/1579894/

http://hot66hot.iteye.com/blog/2050676

lvs的三种工作模式  以及8种调度算法

1.VS/NAT模式 (network address transtion)

2.VS/TUN模式(tunneling)

3. DR 模式(Direct routing)

1.NAT 模式-网络地址转换

Virtualserver via Network address translation (vs/NAT)

通过网络地址转换的方式实现调度,首先调度器LB接收到客户的请求数据包时(请求的目的IP为vip),

根据调度算法决定将请求发送给哪个后端真实服务器(RS).然后调度就把客户端发送的请求数据包的目标IP

地址及端口改成后端真实服务器的IP地址(RIP)这样真实服务器(RS)就能够接收到客户的请求包数据了

真实服务器响应请求后,查看默认路由(NAT模式下我们需要把RS的默认路由设置为LB服务器)

把响应后的数据包发送给LB,LB 再接收到响应包后,把包的源地址改成虚拟地址(vip)然后发送回给客户端

调度详细过程

原理图简述：

1)客户端请求数据，目标IP为VIP

2)请求数据到达LB服务器，LB根据调度算法将目的地址修改为RIP地址及对应端口（此RIP地址是根据调度算法得出的。）并在连接HASH表中记录下这个连接。

3)数据包从LB服务器到达RS服务器webserver，然后webserver进行响应。Webserver的网关必须是LB，然后将数据返回给LB服务器。

4)收到RS的返回后的数据，根据连接HASH表修改源地址VIP&目标地址CIP，及对应端口80.然后数据就从LB出发到达客户端。

5)客户端收到的就只能看到VIP\DIP信息。

 NAT模式的优缺点

1.NAT技术将请求的报文和响应的报文都需要通过LB 进行地址改写,因此网站访问量比较大的时候LB负载均衡调度器

有比较大的瓶颈,一般要求最多只能10-20台节点

2.只需要在LB上配置一个公网IP就可以了

3.每台内部节点服务器的网关地址必须是调度器的LB 的内网地址

4.NAT 模式支持对IP 地址和端口的转换.即用户请求的端口和真实服务器的端口可以不一致

2.TUN模式

vittual sever via ip tunneling 模式:采用NAT模式时,由于请求和响应的报文必须通过调度器地址重写,

当客户请求越来越多时,调度器处理的处理能力也会成为瓶颈

为了解决这个问题,调度器把请求的报文通过IP 隧道转发到真实的服务器.真实的服务器将响应处理后的数据直接返回给客户端

这样调度器就只能处理请求入站报文,由于一般网络服务应答数据比请求报文大很多,采用VS/TUN模式后,集群系统的吞吐量可以提高10倍

VS/TUN的工作流程图如下所示,它和NAT模式不同的是,它在LB和RS之间的传输不用改写IP地址,而是把客户端请求包装在一个ip  tunnel里面

,然后发送给RS节点服务器,节点服务器接收到之后解开IP tunnel后,进行响应处理.并且直接把包通过自己的外网地址发送给客户不用经过LB服务器

Tunnel原理流程图:

原理图过程简述：

1）客户请求数据包，目标地址VIP发送到LB上。

2）LB接收到客户请求包，进行IP Tunnel封装。即在原有的包头加上IP Tunnel的包头。然后发送出去。

3）RS节点服务器根据IP Tunnel包头信息（此时就又一种逻辑上的隐形隧道，只有LB和RS之间懂）收到请求包，然后解开IP Tunnel包头信息，得到客户的请求包并进行响应处理。

4）响应处理完毕之后，RS服务器使用自己的出公网的线路，将这个响应数据包发送给客户端。源IP地址还是VIP地址。（RS节点服务器需要在本地回环接口配置VIP，后续会讲）

3.DR 模式(直接路由模式)

Virtual server via direct routing(vs/dr)

DR 模式是通过改写请求报文的目标MAC地址,将请求发给真是服务器的,而真实服务器响应后的处理结果直接返回给客户端用户.同TUN

模式一样,DR 模式可以极大的提高集群系统的伸缩性.而DR模式没有IP隧道的开销,对集群中的真实服务器也没必要必须支持IP隧道协议的要求

但是要求调度器LB 与真实服务器RS 都有一块网卡连接到同一个物理网段上,必须在同一个局域网环境

DR 模式是互联网使用比较多的一种模式

DR模式原理图:

VS/DR模式的工作流程图如上图所示，它的连接调度和管理与NAT和TUN中的一样，它的报文转发方法和前两种不同。DR模式将报文直接路由给目标真实服务器。在DR模式中，调度器根据各个真实服务器的负载情况，连接数多少等，动态地选择一台服务器，不修改目标IP地址和目标端口，也不封装IP报文，而是将请求报文的数据帧的目标MAC地址改为真实服务器的MAC地址。然后再将修改的数据帧在服务器组的局域网上发送。因为数据帧的MAC地址是真实服务器的MAC地址，并且又在同一个局域网。那么根据局域网的通讯原理，真实复位是一定能够收到由LB发出的数据包。真实服务器接收到请求数据包的时候，解开IP包头查看到的目标IP是VIP。（此时只有自己的IP符合目标IP才会接收进来，所以我们需要在本地的回环借口上面配置VIP。另：由于网络接口都会进行ARP广播响应，但集群的其他机器都有这个VIP的lo接口，都响应就会冲突。所以我们需要把真实服务器的lo接口的ARP响应关闭掉。）然后真实服务器做成请求响应，之后根据自己的路由信息将这个响应数据包发送回给客户，并且源IP地址还是VIP

 lvs 调度算法

lvs调度算法决定了如何在集群节点之间分布工作负荷.当directory调度器收到来自客户端访问VIP 上的集群服务的入站请求时,directory 调度器

必须决定哪个节点应该处理请求.directory 调度器用的调度方法基本分为两类

固定调度算法: rr,wrr,dh,sh

动态调度算法:wcl,lc,lblc,lblcr

rr: 轮循算法,它将请求依次分给不同的rs节点,也就是RS 节点中均摊分配.这种算法简单,但只适合于RS节点处理性能差不多的情况

wrr:加权轮训调度，它将依据不同RS的权值分配任务。权值较高的RS将优先获得任务，并且分配到的连接数将比权值低的RS更多。相同权值的RS得到相同数目的连接数。

Wlc:加权最小连接数调度，假设各台RS的全职依次为Wi，当前tcp连接数依次为Ti，依次去Ti/Wi为最小的RS作为下一个分配的RS

Dh:目的地址哈希调度（destination hashing）以目的地址为关键字查找一个静态hash表来获得需要的RS

SH:源地址哈希调度（source hashing）以源地址为关键字查找一个静态hash表来获得需要的RS

Lc:最小连接数调度（least-connection）,IPVS表存储了所有活动的连接。LB会比较将连接请求发送到当前连接最少的RS.

Lblc:基于地址的最小连接数调度（locality-based least-connection）：将来自同一个目的地址的请求分配给同一台RS，此时这台服务器是尚未满负荷的。否则就将这个请求分配给连接数最小的RS，并以它作为下一次分配的首先考虑。

LVS调度算法的生产环境选型：

1、一般的网络服务，如http，mail，mysql等常用的LVS调度算法为：

a.基本轮询调度rr

b.加权最小连接调度wlc

c.加权轮询调度wrr

2、基于局部性的最小连接lblc和带复制的给予局部性最小连接lblcr主要适用于web cache和DB cache

3、源地址散列调度SH和目标地址散列调度DH可以结合使用在防火墙集群中，可以保证整个系统的出入口唯一

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