高胜寒聊架构-LVS集群的介绍

LVS的概念

LVS 英文全称 Linux Virtual Server，意即Linux虚拟服务器，是一个虚拟的服务器集群系统。
本项目在1998年5月由章文嵩博士成立，是中国国内最早出现的自由软件项目之一。
官网：http://www.linuxvirtualserver.org/
中文站点： http://zh.linuxvirtualserver.org/

LVS的三层结构

LVS采用三层结构，分别是负载调度器/分发器 ，服务器池，共享存储

• 负载调度器 /分发器（load balancer）
  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VIP虚拟IP地址）上的

• 服务器池（server pool）
  是一组真正执行客户请求的服务器，执行的服务有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。

LVS负载均衡的三种包转发方式

LVS提供了三种包转发方式：NAT(网络地址映射)、IP Tunneling(IP隧道)、Direct Routing(直接路由)。不同的转发模式决定了不同的cluster的网络结构

• NAT（网络地址映射）
  通过网络地址转换，NAT方式可以支持任何操作系统，以及私有网络，并且只需要一个IP地址，但是整个系统的性能受到限制
  因为执行NAT每次需要重写包，有一定的延迟；
  另外大部分应用有80%的数据是从服务器流向客户机，也就是用户的请求非常短，而服务器的回应非常大，对负载均衡形成很大的压力，成了新的瓶颈

• IP Tunneling（IP隧道模式）
  director（分发器）分配请求到不同的real server。
  real server处理请求后直接回应给用户，这样director负载均衡器仅处理客户机与服务器的一半连接。
  IP Tunneling技术极大地提高了director的调度处理能力，同时也极大地提高了系统能容纳的最大节点数，可以超过100个节点。
  real server可以在任何LAN或WAN上运行，这意味着允许地理上的分布，这在灾难恢复中有重要意义。服务器必须拥有正式的IP地址用于与客户机直接通信，并且所有服务器必须支持IP隧道协议。

• Direct Routing （直接路由）
  与IP Tunneling类似，负载均衡器仅处理一半的连接，避免了新的性能瓶颈，同样增加了系统的可伸缩性。Direct Routing与IP Tunneling相比，没有IP封装的开销，但由于采用物理层（修改MAC地址）技术，所有服务器都必须在一个物理网段。

DR和NAT的缺陷

DR模式的缺陷
1：Realserver和 lvs的vip提供服务的端口必须一致。
也就是说：vip的端口对外端口为 80，但后端服务的真实端口为8080，通过lvs的DR模式是实现不了的。
2：Realserver和LVS不能在同一台机器上
3: Realserver 和LVS需要在同一个vlan或者局域网下。

NAT模式的缺陷
1：NAT模式流量的入和出都需要通过LVS服务器。
2: 效率相比DR模式，性能和效率上会差一些。

标签：负载,架构,LVS,IP,高胜寒,NAT,服务器,Tunneling
来源： https://blog.51cto.com/xinsz08/2706819