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什麼是LVS
LVS是 Linux Virtual Server 的簡稱，也就是Linux虛擬服務器。這是一個由章文嵩博士發起的一個開源項目，它的官方網址是http://www.linuxvirtualserver.org
現在 LVS 已經是 Linux 內核標準的一部分。使用 LVS 可以達到的技術目標是：通過 LVS 達到的負載均衡技術和 Linux 操作系統實現一個高性能高可用的 Linux 服務器集羣，它具有良好的可靠性、可擴展性和可操作性。從而以低廉的成本實現最優的性能。LVS 是一個實現負載均衡集羣的開源軟件項目。LVS架構從邏輯上可分爲調度層、Server集羣層和共享存儲。
LVS 集羣分爲三層結構:
負載調度器(load balancer)：它是整個LVS 集羣對外的前端機器，負責將client請求發送到一組服務器上執行，而client端認爲是返回來一個同一個IP【通常把這個IP 稱爲虛擬IP/VIP】
服務器池(server pool)：一組真正執行client 請求的服務器，一般是我們的web服務器；除了web，還有FTP，MAIL，DNS
共享存儲(shared stored)：它爲 server pool 提供了一個共享的存儲區，很容易讓服務器池擁有相同的內容，提供相同的服務（這一點不是很理解）
相關術語
1.DS:Director Server。指的是前端負載均衡器節點
2.RS：Real Server。後端真實的工作服務器
3.VIP：向外部直接面向用戶請求，作爲用戶請求的目標的ip地址
4.DIP：Director Server IP，主要用於和內部主機通訊的IP地址
5.RIP：Real Server IP，後端服務器的IP地址
6.CIP：Client IP，訪問客戶端的IP地址
三種模式
1：直接路由模式DR (Direct Routing)模式
原理：負載均衡器和RS都使用同一個IP對外服務｡但只有DR對ARP請求進行響應，所有RS對本身這個IP的ARP請求保持靜默。也就是說，網關會把對這個服務IP的請求全部定向給DR，而DR收到數據包後根據調度算法，找出對應的RS，把目的MAC地址改爲RS的MAC（因爲IP一致）並將請求分發給這臺RS。這時RS收到這個數據包,處理完成之後，由於IP一致，可以直接將數據返給客戶，則等於直接從客戶端收到這個數據包無異，處理後直接返回給客戶端。由於負載均衡器要對二層包頭進行改換,所以負載均衡器和RS之間必須在一個廣播域，也可以簡單的理解爲在同一臺交換機上。
優點：負載均衡器只是分發請求，應答包通過單獨的路由方法返回給客戶端。
缺點：要求負載均衡器的網卡必須與物理網卡在一個物理段上。
2：NAT模式（NAT）
NAT模式的網絡架構：
原理：就是把客戶端發來的數據包的IP頭的目的地址，在負載均衡器上換成其中一臺RS的IP地址，併發至此RS來處理，RS處理完成後把數據交給經過負載均衡器，負載均衡器再把數據包的原IP地址改爲自己的IP，將目的地址改爲客戶端IP地址即可。期間，無論是進來的流量,還是出去的流量，都必須經過負載均衡器。
優點：集羣中的物理服務器可以使用任何支持TCP/IP操作系統。
缺點：擴展性差。當服務器節點（普通PC服務器）增長過多時，負載均衡器將成爲整個系統的瓶頸，因爲所有的請求包和應答包的流向都經過負載均衡器。當服務器節點過多時，大量的數據包都交匯在負載均衡器處，導致負載均衡器變慢以至於整個鏈路變慢。
3：IP隧道模式（TUN）
TUN模式網絡架構：
原理：隧道模式就是，把客戶端發來的數據包，封裝一個新的IP頭標記(僅目的IP)發給RS，RS收到後，先把數據包的頭解開，還原數據包，處理後直接返回給客戶端，不需要再經過負載均衡器。注意，由於RS需要對負載均衡器發過來的數據包進行還原，所以說必須支持IPTUNNEL協議。因此，在RS的內核中，必須編譯支持IPTUNNEL這個選項。
優點：負載均衡器只負責將請求包分發給後端節點服務器，而RS將應答包直接發給用戶，減少了負載均衡器的大量數據流動，負載均衡器不再是系統的瓶頸，就能處理很巨大的請求量，這種方式，一臺負載均衡器能夠爲很多RS進行分發。而且跑在公網上就能進行不同地域的分發。
缺點：隧道模式的RS節點需要合法IP，這種方式需要所有的服務器支持“IP Tunneling”(IP Encapsulation)協議，服務器可能只侷限在部分Linux系統上。
相關調度算法
1：LVS負載均衡的調度算法一（靜態）
輪循調度（RR, Round Robin）
調度器通過“輪循”調度算法將外部請求按順序輪流分配到集羣中的真實機器上，它均等的對待每一臺服務器，而不管服務器實際的連接數和系統負載。
加權輪循（WRR, Weighted Round Robin）
調度器通過“加權輪循”調度算法根據真實服務器的不同處理能力來調度訪問請求。這樣可以保證處理能力強的服務器能處理更多的訪問流量。調度器可以自動問詢真實服務器的負載情況，並動態的調整其權值。
目標地址散列（DH, Destination Hashing）
“目標地址散列”調度算法根據請求的目標IP地址，作爲散列鍵（Hash Key）從靜態分配的散列列表找出對應的服務器，若該服務器是可用的且未超載，將請求發送到該服務器，否則返回空。
源地址散列（SH, Source Hashing）
“源地址散列”調度算法根據請求的源IP地址，作爲散列鍵（Hash Key）從靜態分配的散列表找到對應的服務器，若該服務器是可用的且未超載，將請求發送到該服務器，否則返回空。
2：LVS負載均衡的調度算法二（動態）
最少鏈接（LC, Least Connections）
調度器通過“最少鏈接”調度算法動態的將網絡請求調度到已建立的鏈接數最少的服務器上。如果集羣系統的真實服務器具有相近的系統性能，採用“最少連接”調度算法可以較好的均衡負載。
OL(Over Load)=active * 256 + deactive
加權最少鏈接（WLC, Weighted Least Connections）
在集羣系統中的服務器性能差異較大的情況下，調度器採用“加權最少連接”調度算法優化負載均衡性能，具有較高權值的服務器將承受較大比例的活動連接負載。調度器可以自動問詢真實服務器的負載情況，並動態的調整其權值。
OL(Over Load)=(active * 256 + deactive) / weighted
最短的期望延遲（SED, Shortest Expected Delay Scheduling）
最少隊列調度（NQ, Never Queue Scheduling）
無需排隊。如果有臺Real Server的連接數等於0就直接分配過去，不需要再進行SED運算。
基於局部性的最少鏈接（LBLC, Locality-Based Least Connections）
“基於局部性的最少連接”調度算法是針對目標IP地址的負載均衡，目前主要用於Cache集羣系統。該算法根據請求的目標IP地址找出該目標IP最近使用的服務器，若該服務器是可用的且沒有超載，將請求發送到該服務器；若服務器不存在，或者該服務器超載且有服務器處於一半的工作負載，則用“最少連接”的原則選出一個可用的服務器，將請求發送到該服務器。
帶複製的基於局部性最少鏈接（LBLCR, Locality-Based Least Connections with Repilcation）
“帶複製的基於局部性最少連接”調度算法也是針對目標IP地址的負載均衡，目前主要用於Cache集羣系統。它與LBLC算法的不同之處是它要維護從一個目標IP地址到一組服務器的映射，而LBLC算法維護從一個目標IP地址到一臺服務器的映射。該算法根據請求的目標IP地址找出該目標IP地址對應的服務器組，按“最少連接”原則從服務器組中選出一臺服務器，若服務器沒有超載，將請求發到該服務器；若服務器超載，則按“最少連接”原則從這個集羣中選出一臺服務器，將該服務器加入到服務器組中，將請求發送到該服務器。同時，當該服務器組有一段時間沒有被修改，將最忙的服務器從服務器組中刪除，以降低複製的程度。
上面頻繁的提到了負載均衡，那麼什麼是負載均衡呢？負載均衡 建立在現有網絡結構之上，它提供了一種廉價有效透明的方法擴展網絡設備和服務器的帶寬、增加吞吐量、加強網絡數據處理能力、提高網絡的靈活性和可用性。
負載均衡，英文名稱爲Load Balance，其意思就是分攤到多個操作單元上進行執行，例如Web服務器、FTP服務器、企業關鍵應用服務器和其它關鍵任務服務器等，從而共同完成工作任務