LVS负载均衡介绍

一、LVS负载均衡概述

LVS是Linux Virtual Server的简写，意即Linux虚拟服务器，是一个虚拟的服务器集群系统。

负载均衡集群是 load balance 集群的简写，翻译成中文就是负载均衡集群。常用的负载均衡开源软件有nginx、lvs、haproxy，商业的硬件负载均衡设备F5、Netscale。

1.1 LVS负载均衡就分为3层：

• 第一层：负载调度器（load balancer/ Director），它是整个集群的总代理，它在有两个网卡，一个网卡面对访问网站的客户端，

一个网卡面对整个集群的内部。负责将客户端的请求发送到一组服务器上执行，而客户也认为服务是来自这台主的。

• 第二层：服务器池（server pool/ Realserver），是一组真正执行客户请求的服务器，可以当做WEB服务器。
• 第三层：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。

1.2 负载均衡群集工作模式分析

群集的负载调度技术有三种工作模式

• 地址转换
• IP隧道
• 直接路由（DR）

NAT模式	类似于防火墙的私有网络结构，负载调度器作为所有服务器节点的网关，即作为客户机的访问入口，也是各节点回应客户机的访问出口 服务器节点使用私有IP地址，与负载调度器位于同一个物理网络，安全性要优于其他两种方式
IP隧道（IP Tunnel）	采用开放式的网络结构，负载调度器仅作为客户机的访问入口，各节点通过各自的 Internet连接直接回应客户机，而不再经过负载调度器 服务器节点分散在互联网中的不同位置，具有独立的公网IP地址，通过专用IP隧道与负载调度器相互通信
直接路由（Direct Routing）	采用半开放式的网络结构，与TUN模式的结构类似，但各节点并不是分散在各地，而是与调度器位于同一个物理网络 负载调度器与各节点服务器通过本地网络连接，不需要建立专用的IP隧道

1.3 三种工作模式区别 

工作模式区别	NAT模式	TUN模式	DR模式
Real server（节点服务器）
Server number（节点数量）	Low 10-20	High 100	High 100
真实网关	负载调度器	自有路由器	自由路由器
IP地址	公网+私网	公网	私网
优点	安全性高	Wan环境加密数据	性能最高
缺点	效率低，压力大	需要隧道支持	不能跨越LAN

二、LVS的负载调度算法

轮询（Round Robin）

• 将收到的访问请求按照顺序轮流分配给群集中的各节点（真实服务器），均等地对待每一台服务器，而不管服务器实际的连接数和系统负载

加权轮询（Weighted Round Robin）

• 根据真实服务器的处理能力轮流分配收到的访问请求，调度器可以自动查询各节点的负载情况，并动态调整其权重
• 保证处理能力强的服务器承担更多的访问流量

最少连接（Least Connections）

• 根据真实服务器已建立的连接数进行分配，将收到的访问请求优先分配给连接数最少的节点

加权最少连接（Weighted Least Connections）

• 在服务器节点的性能差异较大的情况下，可以为真实服务器自动调整权重
• 权重较高的节点将承担更大比例的活动连接负载