LB簡介
LB=Load Blancing，即負載均衡；
就是将負載（工作任務）進行平衡、分攤到多個操作單元上進行執行，例如Web伺服器、FTP伺服器、企業關鍵應用伺服器等，進而共同完成工作任務的機制；
負載均衡裝置不是基礎網絡裝置，而是一種性能優化裝置；
對于網絡應用而言，并不是一開始就需要負載均衡，當網絡應用的通路量不斷增長，單個處理單元無法滿足負載需求時，網絡應用流量将要出現瓶頸時，負載均衡才會起到作用
LB分類
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<code># 一般分類：</code>
<code>tcp層：LVS，Haproxy</code>
<code>應用層：Nginx，Haproxy，Ats</code>
<code>緩存：Varnish，Squid</code>
<code># 開源解決方案：</code>
<code>LVS：工作于tcp層，性能好，但控制力差</code>
<code>Haproxy：工作于tcp或http層</code>
<code>Nginx：較Haproxy性能欠佳，但緩存能力較好</code>
<code># 硬體解決方案：</code>
<code>BIG-IP(F5公司)</code>
<code>Netscaler(Citrix公司)</code>
<code>A10(A10公司)</code>
<code>Array</code>
<code>Redware</code>
LVS簡介
LVS=Linux Virtual Server，意即Linux虛拟伺服器，是一個虛拟的伺服器叢集系統；
本項目在1998年5月由章文嵩博士成立，是中國國内最早出現的自由軟體項目之一；
LVS組成
ipvs：架構，需要依賴于規則完成轉發；工作于核心的INPUT鍊上；相當于iptables/netfilter中的netfilter
在INPUT鍊上強行将發送至本機的連接配接轉發至POSTROUTING鍊；
與DNAT不同的是：在經過ipvs處理後，目标IP位址并不一定會修改；
ipvs提供叢集服務(如172.16.100.7:80)，定義一個或多個後端伺服器RS
ipvsadm：使用者空間的規則生成器
注：LVS工作于tcp/udp層，故又稱為四層交換、四層路由
LVS基本結構圖
<a href="http://s3.51cto.com/wyfs02/M01/24/99/wKiom1NUUN2Sj0KmAASTCcn-uiM346.jpg" target="_blank"></a>
LVS 4大模型
NAT：多目标的DNAT
特性：
RS應該使用私有位址；
RS的網關必須指向DIP；
RIP和DIP必須在同一網段内；
請求和響應的封包都得經過Director；（在高負載應用場景中，Director很可能成為系統性能瓶頸）
支援端口映射；
RS可以使用任意支援叢集服務的OS(如Windows)
适用場景：
非高并發請求場景，10個RS以内；可隐藏内部的DIP和RIP位址；
結構圖
<a href="http://s3.51cto.com/wyfs02/M00/24/98/wKioL1NUUR6xJPdIAAPI6-VYNAQ124.jpg" target="_blank"></a>
DR：Direct Routing
需解決的關鍵問題：
讓前端路由将請求發往VIP時，隻能是Director上的VIP進行響應；實作方式是修改RS上的Linux核心參數，将RS上的VIP配置為lo接口的别名，并限制Linux僅對對應接口的ARP請求做響應
RS可以使用私有位址，但也可以使用公網位址，此時可以直接通過網際網路連入RS以實作配置，監控等；
RS的網關一定不能指向DIP；
RS和Director要在同一實體網絡(即不能由路由器分隔)
請求封包經過Director，但響應封包一定不進過Director；
不支援端口映射；
RS可以使用大多數的作業系統
因為響應封包不經過Director，極大的減輕了Director的負載壓力，故Director可以支援更大的并發通路，一般RS在100台以内；
結構圖：
LVS-DR配置架構根據其VIP與RIP是否在同一個網段内又分為兩種模型
<a href="http://s3.51cto.com/wyfs02/M02/24/99/wKiom1NUUYXgY-cuAAngzldUKCc340.jpg" target="_blank"></a>
TUN：IP隧道，即含有多個IP報頭
RIP、DIP、VIP都得是公網位址；
RS的網關不會指向也不可能指向DIP；
請求封包經過Director，但響應封包一定不經過Director；
RS的作業系統必須得支援隧道功能，即部署ipip子產品
跨網際網路的請求轉發
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FULLNAT：NAT模型的改進版
實作RS間跨VLAN通信，是NAT模式的改進版；
預設核心不支援，需重新編譯核心，才能使用；
内網伺服器跨VLAN的負載分擔
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LVS排程算法
靜态方法：僅根據算法本身進行排程
<code>rr：Round Robin </code><code># 即輪詢</code>
<code>wrr：Weighted RR </code><code># 即權重輪詢</code>
<code>sh：Source Hashing </code><code># 即來源IP位址hash</code>
<code>dh：Destination Hashing </code><code># 即目标位址hash（不常用，僅用于前端多防火牆的場景，保證防火牆的連接配接追蹤功能有效）</code>
動态方法：根據算法及RS目前的負載情況
<code>lc：Least Connection</code>
<code># 評判标準：Overhead=Active*256+Inactive</code>
<code># Overhead最小者勝出</code>
<code>wlc：Weighted LC</code>
<code># 評判标準：Overhead=(Active*256+Inactive)/weight</code>
<code>sed</code><code>：Shortest Expect Delay</code>
<code># 評判标準：Overhead=(Active+1)*256/weight</code>
<code>nq：Never Queue </code><code># 叢集開始時工作時，每台伺服器都至少配置設定一個連接配接請求，然後再根據sed算法排程；</code>
<code>lblc：Locality-based Least Connection </code><code># 類似于dh+lc</code>
<code>lblcr：Relicated and Locality-based Least Connection </code><code># 主要用于後端伺服器是緩存伺服器時</code>
LVS持久連接配接
簡介
無論LVS采用何種排程算法，都可以在一段時間内，将用戶端的請求發往同一個後端RS；
類型
PCC=Persistent client connections：
将來自于同一用戶端發往VIP的所有請求統統定向至同一RS；
PPC=Persistent port connections：
将來自于同一用戶端發往某VIP的某端口的所有請求統統定向至同一個RS；針對特定服務特定端口轉發的；
PFMC=Persistent Filewall Mark Connection
基于防火牆标記，将兩個或以上的端口綁定為同一個服務
防火牆标記是0-99間的整數
實作：編寫LVS規則時，加上-p選項即可
<code>PCC：ipvsadm -A -t 172.16.100.7:0 -s rr -p 120 </code><code># 端口為0表示全部端口</code>
<code>PPC：ipvsadm -A -t 172.16.100.7:80 -s rr -p 120</code>
<code>PFMC：</code><code># 首先需要利用iptables将相關的服務打上标簽：</code>
<code>iptables -t mangle -A PREROUTING -d 172.16.100.8 -p tcp --dport 80 -j MARK --</code><code>set</code><code>-mark 10</code>
<code>iptables -t mangle -A PREROUTING -d 172.16.100.8 -p tcp --dport 443 -j MARK --</code><code>set</code><code>-mark 10</code>
<code>ipvsadm -A -f 10 -s rr -p 1200</code>
注：若LVS叢集中存儲的持久連接配接模闆(即連接配接記錄)倒計時歸0了，則判斷目前是否還有連接配接，若還有連接配接，則此模闆就延時失效，每次延遲2min，直至連接配接斷開
本文轉自 xxrenzhe11 51CTO部落格，原文連結：http://blog.51cto.com/xxrenzhe/1399229，如需轉載請自行聯系原作者
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