【负载均衡】负载均衡组件LVS的工作模式与算法介绍

一、集群与集群分类

简单来说集群就是两台或多台服务器进行组合，然后共同完成一个任务的架构。集群可以分为高可用集群、负载均衡集群与高性能集群：

高可用集群（High  Availability）：实现业务的持续性，业务不能中断。目前常用于实现HA集群的产品有RHCS、Heartbeat 、keepalived
负载均衡集群（Load  Balancing）：当业务量太过庞大的时候，多服务器分流。目前常用于实现LB的产品有HAProxy 、LVS、Nginx 、F5（硬件）
高性能集群（High  Performance）：，多服务器同时处理一个业务。

二、LVS负载均衡

LVS现在已经是Linux内核的一部分，不需要在额外编译内核， LVS在内核里的模块叫作ipvs，而管理工具是ipvsadm，它们二者的关系就像netfilter与iptables的关系一样

三、LVS IP地址类型说明

VIP：虚拟IP，并不是提供真实服务的IP，而是通过这个IP转发到后方
DIP：LVS服务器本身的IP，通过这个IP和RIP连接，DIP通常和Real Server的IP在一个网段
RIP：真实服务器的IP地址

CIP：客户端请求时用户的IP

四、LVS工作模式介绍。LVS有DR模式、NAT模式以及TUN模式三种：

1、NAT模式
NAT模式的集群节点需要跟director在同一网络；RIP通常是私有地址，仅用于各集群节点间的通信；RealServer的网关应该指向DIP；支持端口映射（转发）；用户发起的请求由调度器向Real Server提交，Real Server再把数据经过调度器传给用户。相比DR模式的话，这样安全性高，但是效率低，瓶颈会出现在调度器上，生产环境几乎不用。

2、DR模式（生产环境中使用最多的）

RealServer推荐使用公网IP；RealServer的网关地址不能指向DIP；RealServer和调度器需要在同个物理网络（同个机房），DIP和RIP应该在同一网段；入站数据经过调度器转发到RealServer，出站数据由RealServer直接发给客户端，不再经过调度器；不能做端口转发。

3、TUN模式

也叫作隧道模式，构建和DR模式一样，相比DR模式服务器间可以不在同一个网络，可以实现异地传输，但是RealServer需要支持隧道功能。

五、LVS负载均衡的调度方法

大方向上分为动态和静态两种调度算法，静态算法是当用户连接进来后，按设置的算法进行处理，不会判断后端服务器的繁忙情况，而动态算法则会判断后端服务器繁忙状态，然后酌情调度

1、静态算法详细分类
轮询调度（RR）：轮流分配请求，不管服务器繁忙程度
加权轮询（WRR）：后端服务器配置越好，分配到的请求越多，权重设置比较敏感。如A、B两台服务器，A的权重为1，B的为10，那么当B要处理了10个用户请求后才会分配让A处理一个
目标地址散列（DH）：同一IP过来的请求永远分配给同一个Real Server，这样可以利用缓存加速

源地址散列（SH）

2、动态算法详细分类：
最小连接（LC）：当客户端发起请求时调度器会计算后端服务器的开销，将请求转发给开销小的服务器。计算公式：活动链接数x256+非活动连接数
加权最小连接（WLC）：默认算法，也是使用最多的算法，计算公式：（活动链接数x256）/权重+非活动连接数
还有其他的一些补充算法，如最短期望延迟（SED）、最小队列调度（NQ）、基于局部的最小连接（LBLC）、带复制的基于局域的最小连接(LBLCR)，可以网上查询具体含义。