企業級負載均衡集羣LVS—概念及工作原理
1. 什麼是LVS
==lvs是linux virtual server的簡稱，也就是Linux虛擬服務器。==這是一個開源項目，它的官方網站是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。
2. LVS的特點
通過LVS提供的負載均衡技術和Linux操作系統實現一個高性能、高可用的服務器羣集，它具有良好可靠性、可擴展性和可操作性。從而以低廉的成本實現最優的服務性能。
LVS的主要特點有以下幾個方面：
- 高併發連接：LVS基於內核網絡層面工作，有超強的承載能力和併發處理能力。單臺LVS負載均衡器，可支持上萬併發連接。穩定性強：是工作在網絡4層之上僅作分發之用，這個特點也決定了它在負載均衡軟件裏的性能最強，穩定性最好，對內存和cpu資源消耗極低。
- 成本低廉：硬件負載均衡器少則十幾萬，多則幾十萬上百萬，LVS只需一臺服務器和就能免費部署使用，性價比極高。
- 配置簡單：LVS配置非常簡單，僅需幾行命令即可完成配置，也可寫成腳本進行管理。
- 支持多種算法：支持多種論調算法，可根據業務場景靈活調配進行使用
- 支持多種工作模型：可根據業務場景，使用不同的工作模式來解決生產環境請求處理問題。
- 應用範圍廣：因爲LVS工作在4層，所以它幾乎可以對所有應用做負載均衡，包括http、數據庫、DNS、ftp服務等等
- 缺點：工作在4層，不支持7層規則修改，機制過於龐大，不適合小規模應用。
3. LVS常見術語
LVS中有一些常見的術語，如下表所示：
| 名稱 | 解釋 |
|---|---|
| ipvsad | 用戶空間的命令行工具，用於管理集羣服務及集羣服務上的RS等 |
| IPVS | 工作於內核上的netfilter INPUT HOOK之上的程序，可根據用戶定義的集羣實現請求轉發 |
| VS | Virtual Server ,虛擬服務 |
| Director, Balancer | 負載均衡器、分發器 |
| DS | Director Server：指前端負載均衡器節點 |
| RS | Real Server 後端請求處理服務器 |
| CIP | Client IP,客戶端IP |
| VIP | Director Virtual IP,負載均衡器虛擬IP |
| DIP | Director IP,負載均衡器IP |
| RIP | Real Server IP,後端請求處理服務器IP |
4. LVS的組成
LVS由2部分程序組成，包括ipvs和ipvsadm
- ipvs(ip virtual server)：一段代碼工作在內核空間，叫ipvs，是真正生效實現調度的代碼
- ipvsadm：另外一段代碼工作在用戶空間，叫ipvsadm，負責爲ipvs內核框架編寫規則，定義誰是集羣服務，而誰是後端真實的服務器(Real Server)
5. LVS的工作原理
具體流程：
- 1.當客戶端的請求到達負載均衡器的內核空間時，首先會到達PREROUTING鏈。
- 2.當內核發現請求數據包的目的地址是本機時，將數據包送往INPUT鏈。
- 3.LVS由用戶空間的ipvsadm和內核空間的IPVS組成，ipvsadm用來定義規則，IPVS利用ipvsadm定義的規則工作，IPVS工作在INPUT鏈上,當數據包到達INPUT鏈時，首先會被IPVS檢查，如果數據包裏面的目的地址及端口沒有在規則裏面，那麼這條數據包將經過INPUT鏈送至用戶空間，交給用戶空間的進程來處理。
- 4.如果數據包裏面的目的地址及端口在規則裏面，那麼這條數據報文將被修改目的地址爲事先定義好的後端服務器，並送往POSTROUTING鏈。
- 5.最後經由POSTROUTING鏈發往後端服務器。