在Linux中，LVS（Linux Virtual Server）负载均衡器通过不同的策略将客户端请求分发到一组后端服务器上，以实现负载均衡和高可用性。LVS的负载均衡策略主要包括三种工作模式以及多种调度算法。以下是详细介绍：
一、三种工作模式
LVS的三种主要工作模式分别是NAT（网络地址转换）、DR（直接路由）和TUN（IP隧道）。
- NAT模式
- 原理：在NAT模式下，LVS作为客户端和后端服务器之间的中间人，接收来自客户端的请求，将请求的目标IP地址和端口转换为后端服务器的IP地址和端口，然后将请求转发给后端服务器。后端服务器处理请求后，将响应数据包发送给LVS，LVS再将响应数据包的源IP地址和端口修改为自己的IP地址和端口，然后将响应返回给客户端。
- 特点：请求和响应的数据包都必须经过LVS，这可能导致LVS成为瓶颈。同时，NAT模式支持跨网段通信。
- DR模式
- 原理：在DR模式下，LVS不会修改数据包中的IP地址和端口，而是直接修改数据帧的目标MAC地址为所选后端服务器的MAC地址，并通过交换机或路由器将数据包转发给后端服务器。后端服务器处理请求后，直接将响应数据包发送给客户端，无需经过LVS。
- 特点：由于响应数据包不经过LVS，因此LVS不会成为瓶颈。但DR模式要求LVS和后端服务器必须在同一个局域网内，因为它们是通过MAC地址进行通信的。
- TUN模式
- 原理：在TUN模式下，LVS将客户端的请求数据包封装在一个新的IP隧道中，并将封装后的数据包发送给后端服务器。后端服务器处理请求后，将响应数据包通过隧道返回给LVS，LVS再将响应数据包解封装后发送给客户端。
- 特点：TUN模式支持跨网段通信，因为数据包是通过IP隧道在LVS和后端服务器之间传输的。但TUN模式需要额外的处理来封装和解封装数据包，可能会增加一些处理开销。
二、多种调度算法
LVS支持多种调度算法，用于确定如何将请求分发到后端服务器上。常见的调度算法包括：
- 轮询（RR）：按顺序轮流分配请求到不同的服务器上，确保每台服务器接收到的请求数大致相同。
- 加权轮询（WRR）：根据后端服务器的处理能力给每台服务器分配不同的权值，权值越高的服务器接收到的请求数越多。
- 最少连接（LC）：动态地将新请求分发到当前连接数最少的服务器上，以平衡各服务器的负载。
- 加权最少连接（WLC）：类似于最少连接算法，但考虑了服务器的权值，权值越高的服务器将承受更大比例的活动连接负载。
- 源地址散列（SH）：根据请求的源IP地址进行散列运算，将请求分配到同一台服务器上，以保证来自同一客户端的请求始终被同一台服务器处理。
- 目标地址散列（DH）：根据请求的目标IP地址进行散列运算，将请求分配到相应的服务器上，适用于缓存服务器的负载均衡。
此外，LVS还支持其他调度算法，如最短延迟调度（SED）、永不排队/最少队列调度（NQ）等，这些算法根据具体的负载均衡需求和网络环境进行选择。
三、结论
综上所述，LVS负载均衡器通过不同的工作模式和调度算法，可以灵活地实现负载均衡和高可用性。在选择工作模式和调度算法时，需要根据实际的网络环境和业务需求进行综合考虑。
