大家好，我是IT售前工程師Bernie。
LVS（Linux Virtual Server）是企業中常用的負載均衡方案，是一種基于Linux 虛拟伺服器，也是Linux标準核心的一部分。 它能夠實作高性能、高可用的伺服器叢集，具有良好可靠性、可擴充性和可操作性。
說白了： LVS就是在計算機網絡中，利用Linux虛拟伺服器的作為一種媒介，實作請求的負載均衡政策。
LVS常用的工作模式主要有：NAT模式、DR模式、TUN模式。
首先，明确一些LVS工作中的一些專業術語。
NAT模式
NAT（Network Address Translation）是一種外網和内網位址映射的工作模式。NAT 模式下，資料包的進出都要經過 LVS 的處理，LVS 作為後端伺服器的網關。我們将資料包的發送和響應過程進行拆解，分别說明。
請求過程
- 用戶端發送一個資料包，報頭包含資料、源IP和目的IP。源IP是用戶端PC的IP位址，目的IP是LVS伺服器的IP位址。即：資料的寄件人是用戶端，收件人是lvs伺服器。
- 當lvs伺服器收到資料後，會通過自身的負載均衡政策（輪詢、權重輪詢等）選中了IDC裡面的一台ip位址為RIP的伺服器去處理。
- lvs伺服器會将資料包的目的ip從自己的ip更換為伺服器的ip位址（VIP-->RIP），源ip位址保持不變，将資料包發出。
- 後端伺服器接收到資料包，進行任務處理。
nat模式 請求過程
當伺服器處理完任務後，進入響應的過程。
響應過程
- 後端伺服器将資料包的源ip和目的ip對調，響應時的資料包源ip為RIP，目的ip為CIP。對調後，資料發送回lsv伺服器。
- lvs伺服器接收到資料後，目标ip不變，将源ip更換為自己的ip（VIP），然後将資料傳回給用戶端。
nat模式 響應過程
由此可見，nat模式下lvs伺服器充當了中間商的角色，後端伺服器對用戶端透明（不可見）。這樣的工作模式擴充性不好，因為：當伺服器節點過多時，所有的請求和應答都經過負載均衡器。此時，大量的資料包都交彙在lvs，效率就會變得非常低。
DR模式
相對于nat模式，直接路由(Direct routing)模式做了一些優化，效率更高一些。負載均衡器和後端伺服器使用同一個IP對外服務，但隻有DR對ARP請求進行響應，所有後端伺服器（RS）對源IP的ARP請求保持靜默。
DR模式 請求響應過程
- 用戶端以ARP消息的方式通過網絡發送資料給lvs伺服器和RIP伺服器。由于後端伺服器對ARP消息靜默，是以，隻有lvs伺服器處理該消息；
- lvs伺服器根據排程算法，将資料包分發給衆多後端伺服器中的一台。然後将資料包中的源mac位址保留，目的mac位址改成後端伺服器的mac位址，發給RIP伺服器。
- RS收到資料包後進行處理，由于IP一緻，處理後直接将資料返給用戶端。
TUN模式
隧道（TUN）模式下，負載均衡器把用戶端發來的資料包，封裝一個新的IP頭标記(僅目的IP)發給RS，RS收到後先把資料包的頭解開，還原資料包。RS處理後直接傳回給用戶端，不需要再經過負載均衡器。整個請求、響應的流程跟DR模式一樣的，不多做贅述。
tun模式
需要注意的是： 由于RS需要對負載均衡器發過來的資料包進行還原，一定要支援IP TUNNEL協定才可以。隧道模式的RS節點需要合法IP，這種方式需要所有的伺服器支援"TP Tunneling(IP Encapsulation)協定。
與DR模式相比，TUN模式有IP隧道的開銷，對叢集中的後端伺服器也必要必須支援IP隧道協定。效率上來講，還是DR更勝一籌。
總結
以上是計算機組網中lvs負載均衡常用的NAT、DR、TUN模式。從效率上來講，DR>TUN>NAT。DR模式也是lvs負載均衡中應用最多的一種類型。除此之外還有full-nat模式，原理與nat模式類似，應用較少。
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