企業級負載均衡集羣LVS—四種模式的工作原理
1. DR模式
Virtual Server via Direct Routing(VS-DR):用直接路由技術實現虛擬服務器｡當參與集羣的計算機和作爲控制管理的計算機在同一個網段時可以用此方法,控制管理的計算機接收到請求包時直接送到參與集羣的節點｡直接路由模式比較特別，很難說和什麼方面相似，前種模式基本上都是工作在網絡層上（三層），而直接路由模式則應該是工作在數據鏈路層上（二層）。
工作原理 ：
如上圖所示，Director和REAL SERVER都配置同一個IP（VIP），Director將該IP配置到對外的網卡上，Real server將該IP配置到lo網卡上。配置arp_ignore爲1（目的是讓數據包發出apr請求時，只有Director會響應該arp請求），所有REAL SERVER對本身這個IP的ARP請求保持靜默。而Director收到數據包後根據調度算法，找出對應的 REAL SERVER，把目的MAC地址改爲REAL SERVER的MAC併發給這臺REAL SERVER。這時REAL SERVER通過網卡eth0收到這個數據包，由於Real Server上的lo網卡配置的也有VIP,所以RS接收該數據包。處理後直接返回給客戶端（這裏要配置arp_announce，目的是修改返回數據包的源ip地址。）。由於DR要對二層包頭進行改換，所以DR和REAL SERVER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。
數據包流轉過程：
相對於NAT模式來言，DR模式能夠較好的解決上述問題，其數據在服務器集羣中的流向如上圖所示，請求報文經過LVS到達後端真實的WEB服務器，而響應報文，則直接發給客戶端，並不需要通過調度器。
2. TUN模式
- 客戶端將請求發往前端的負載均衡器，請求報文源地址是CIP，目標地址爲VIP。
- 負載均衡器收到報文後，發現請求的是在規則裏面存在的地址，那麼它將在客戶端請求報文的首部再封裝一層IP報文,將源地址改爲DIP，目標地址改爲RIP,並將此包發送給RS。
- RS收到請求報文後，會首先拆開第一層封裝,然後發現裏面還有一層IP首部的目標地址是自己lo接口上的VIP，所以會處理次請求報文，並將響應報文通過lo接口送給eth0網卡（這個網卡一般指和調度器在一個網段的網卡）直接發送給客戶端。注意：需要設置lo接口的VIP不能在公網上出現。
- 在 VS/TUN 的集羣系統中，負載調度器只將請求調度到不同的後端服務器，後端服務器將應答的數據直接返回給用戶。這樣，負載調度器就可以處理大量的請求，它甚至可以調度百臺以上的服務器（同等規模的服務器），而它不會成爲系統的瓶頸。即使負載調度器只有 100Mbps的全雙工網卡，整個系統的最大吞吐量可超過 1Gbps。所以，VS/TUN 可以極大地增加負載調度器調度的服務器數量。VS/TUN 調度器可以調度上百臺服務器，而它本身不會成爲系統的瓶頸，可以 用來構建高性能的超級服務器。
3. NAT模式
Virtual Server via NAT(VS-NAT):用地址翻譯實現虛擬服務器｡地址轉換器有能被外界訪問到的合法IP地址,它修改來自專有網絡的流出包的地址｡外界看起來包是來自地址轉換器本身,當外界包送到轉換器時,它能判斷出應該將包送到內部網的哪個節點｡
數據包流轉的過程如上圖所示：
- 1.當用戶請求到達DirectorServer，此時請求的數據報文會先到內核空間的PREROUTING鏈。 此時報文的源IP爲CIP，目標IP爲VIP 。
- 2.PREROUTING檢查發現數據包的目標IP是本機，將數據包送至INPUT鏈。
- 3.IPVS比對數據包請求的服務是否爲集羣服務，若是，修改數據包的目標IP地址爲後端服務器IP，然後將數據包發至POSTROUTING鏈。 此時報文的源IP爲CIP，目標IP爲RIP ，在這個過程完成了目標IP的轉換。
- 4.POSTROUTING鏈通過選路，將數據包發送給Real Server。
- 5.Real Server比對發現目標爲自己的IP，開始構建響應報文發回給Director Server。 此時報文的源IP爲RIP，目標IP爲CIP 。
- 6.Director Server在響應客戶端前，此時會將源IP地址修改爲自己的VIP地址，然後響應給客戶端。 此時報文的源IP爲VIP，目標IP爲CIP。
NAT模式優點是節省IP地址，能對內部進行僞裝；缺點是效率低，因爲返回給請求方的數據包經過調度器｡
4. full-nat模式
特點：
- RIP，DIP可以使用私有地址；
- RIP和DIP可以不再同一個網絡中，且RIP的網關未必需要指向DIP；
- 支持端口映射；
- RS的OS可以使用任意類型；
- 請求報文經由Director，響應報文也經由Director
- 抗攻擊，跨vlan，需要重新編譯內核
優點：解決了跨VLAN的問題。採用這種方式，LVS和RS的部署在VLAN上將不再有任何限制，大大提高了運維部署的便利性。