负载均衡集群 LVS 调度算法实战（一）|学习笔记

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负载均衡集群LVS调度算法实战（一）

内容介绍：

一、复习LVS的四种模式

二、LVS介绍

三，调度算法

四，实操演示

一、复习LVS 的四种模式

1、第一种为NAT模式

2、第二种为DR模式

3、第三种为tun模式

4、第四种为fullnat模式。

Snat与dnat的比较：

/**

*Nat在iptable里面采取的是使用私有的地址将信息发送到互联网

*上。

与之对应的是SNAT，snat是将原地址进行了转换。

Snat适用*的场景是内网（私网地址）访问互联网，本质上是一个地址互换的

*过程。

请求报文如果替换的是原地址，那么这种模式就叫做snat，*如果替换的是目标地址，那么这种模式就叫做dnat。Dnat适用的

*场景是互联网用户访问局域网中的服务器（私网地址）。

**/Nat模型的特点：

/**

*请求报文时替换的是目标地址；请求报文与响应报文时都需经过vs，

*且支持端口映射。

VS上可以同时拥有两个地址，一个是vip（虚拟*地址），一个是dip；在nat模式中这两个地址都会被使用，其中，*dip是用于连接内网的，vip是用于连接外网的；此模式下的nat的*配置类似于路由器的配置。注意，nat模式下可以只配置一个网卡。

*dr模型下的数据报文进入到vs服务器。

Vs服务器会修改目标地址*（数据链路层），这个特性决定了它不能跨路由，故vs服务器与*rellserver之间是不能够存在路由器的，只能存在交换机（地理位置*相隔较近）。

在这个过程中，获取对方地址的方式是广播。Dr模型的*局限是无法修改端口，不支持端口映射。

**/

二、LVS 介绍

lvs-tun（隧道）模式

1.lvs-tun :

转发方式∶不修改请求报文的 IP 首部（源 IP 为 CIP，目标 IP 为 VIP)，而在原 IP报文之外再封装一个 IP 首部（源IP是 DIP，目标IP是 RIP )，将报文发往挑选出的目标 RS; RS 直接响应给客户端（源IP是 VIP，目标 IP 是 CIP )

（1）DIP, VIP, RIP 都应该是公网地址

//DIP,VIP,RIP 不一定都是公网地址，VIP,RIP 可以是私网地址。

（2）RS 的网关一般不能指向 DIP

//RS 如果指向了 DIP，便失去了存在的意义。

（3）请求报文要经由 Director，但响应不能经由 Director

//Director 在此处指的就是vs服务器。

（4）不支持端口映射

//因为实际修改的只是 ip 头部，而不是数据报文的头部。

(5)RS 的 OS 须支持隧道功能

//RS 在收到端口后，理论上应该存在两个端口，ip 头部与数据

//报文头部，这时的 rs 会去掉一个，留下一个.但是这种模式，一//般的系统都不支持。

Tun模式辅助理解示意图：

/**

*客户端发送请求，到达lvs调度器；lvs 服务器存在两个地址，*一个是vip地址，另一个是 dip 地址；请求到达lvs服务器之*后，如果是 tainull 模式，该模式会在 src的位置对数据报文进*修改。该模式与以往的不同的是，它会在原有的地址上新建一*数据报文头部（dip rip1），这样就存在两个数据报文头部，这*会出现数据报文覆盖的问题。

新的 ip 报文在传送的过程中可能*经过路由器，这时我我们的后端服务器也必须配置一个对应的*vip 地址。

好处是可以实现跨机房，跨区域调度。回应数据报文*是否必须经过原路径返回？

答案是否定的，这时的数据报文可 *以经过其他的路由器回到客户端，都可以不经过lvs服务器。

*好处是可以实现跨机房，跨异地，跨区域的远程调度连接，如*一些大公司在全国各地都有自己的服务器来对外提供服务。

*tun 模式下的 rs 服务器还需进行部分特殊设置才可以。

**/

TUN模式IP包调度过程：

/**

*如图所示，客户端发送请求后，经过lvs服务器之后，到达了 web

*端服务器，调度时会添加一个新的数据报文头部，到达 real server

*之后，real server 在回应时会把原来新加的报文头部删除掉，获取*初始的报文头部，然后直接回应。

图中绿色的线便是 real server

*通过另一条线路的回应过程。回应时时的源地址是 VIP，目标地址是*CIP。这样的好处是容错性高，进而实现异地容灾。

**/

lvs-fullnat模式

.lvs-fullnat :通过同时修改请求报文的源IP地址和目标IP地址进行转发

CIP -->DIP

VIP --> RIP

辅助理解示意图：

/**

*客户端发送请求在经过一级转换后，dip变成了原地址，rip变为了

*目标地址，特别注意与nat模式的区别，这里的cip被替换成了dip

*vip被替换成了rip中的某一个ip。

这样做的好处是跨异地处理（线*路之间可以加路由器）。区别是返回日志不同，替换地址不同。

**/

(1)VIP是公网地址，RIP和DIP是私网地址，且通常不在同一IP网络﹔因此，RIP的网关一般不会指向DIP

(2)RS收到的请求报文源地址是DIP，因此，只需响应给DIP;但Director还要将其发往Client

(3)请求和响应报文都经由 Director

(4)支持端口映射

//nat模式是系统内核默认支持的，fullnat 模式是系统内核默认不支//持的。nat 模式与 Fullnat 模式本质上的区别是一个只替换了原地//址，

//另一个即替换了原地址也替换了目标地址。

注意:此类型 kernel 默认不支持

LVS 工作模式总结:

1.lvs-nat与lvs-fullnat:请求和响应报文都经由 Director

lvs-nat : RIP 的网关要指向 DIP

lvs-fullnat : RIP 和 DIP 未必在同一IP网络，但要能通信

2.lvs-dr与lvs-tun:请求报文要经由 Director，但响应报文由 RS直接发往 Client

lvs-dr :通过封装新的 MAC 首部实现，通过 MAC 网络转发

lvs-tun :通过在原 IP 报文外封装新 IP 头实现转发，支持远距离通信