LVS负载均衡
相关术语：跟Host相关:Director：调度器----提供调度的主机Real Server: RS，后端提供服务的主机跟IP相关：Client: CIP----客户端ip地址Director Virtual IP: VIP---面向客户端的ip地址（做单点高可用时用vip）Directory IP: DIP---跟后端主机的ip地址Real IP: RIP---实际提供服务的ip地址
一、LVS简介
LVS是什么呢？lvs的全称是Linux Virtual Server，由国防科技大学副教授章文嵩在1998年5月研发的一个虚拟的服务器集群系统。LVS集群采用IP负载均衡技术和基于内容请求分发技术。调度器具有很好的吞吐率，将请求均衡地转移到不同的服务器上执行，且调度器自动屏蔽掉服务器的故障，从而将一组服务器构成一个高性能的、高可用的虚拟服务器。整个服务器集群的结构对客户是透明的，而且无需修改客户端和服务器端的程序。为此，在设计时需要考虑系统的透明性、可伸缩性、高可用性和易管理性。
二、LVS组成部分以及类型 1.LVS的组成部分
LVS是由ipvs和ipvsadm两部分组成。ipvs工作在内核，ipvsadm工作在用户空间，是一个为ipvs提供定义集群服务、以及使用何种调度方法的工具，类似于netfilter跟iptables的关系。此外，ipvs工作于netfilter的INPUT链； ipvsadm用于在ipvs上定义集群服务：同时也得定义此集群服务对应于有哪个后端主机可用；根据所指定的调度方法（算法）作出调度决策；真正实现调度的是工作于内核空间的ipvs，而且ipvs将接受来自ipvsadm所生成的规则，并让这个规则在INPUT链上真正生效起来。
2.lvs的四种类型：
lvs-nat也称masquerade，基于地址伪装
lvs-dr也称directrouting，直接路由
lvs-tuntunneling，有隧道之意，基于ip隧道
lvs-fullnatfullnat，完全nat，既改目标ip又改源ip
2.1.lvs-nat：类似于iptables中的DNAT, 但支持多目标转发；它通过修改请求报文的目标地址为根据调度算法所挑选出的某RS的RIP来进行转发；
架构特性：(1) RS应该使用私有地址，即RIP应该为私有地址；各RS的网关必须指向DIP；(2) 请求和响应报文都经由Director转发；高负载场景中，Director易于成为系统瓶颈；(3) 支持端口映射；(4) RS可以使用任意类型的OS; (5) RS的RIP必须与Director的DIP在同一网络；
2.2.lvs-dr：直接路由Director在实现转发时不修改请求的IP首部，而是通过直接封装MAC首部完成转发；目标MAC是Director根据调度方法挑选出某RS的MAC地址；拓扑结构有别有NAT类型；
架构特性：(1) 保证前端路由器将目标地址为VIP的请求报文通过ARP地址解析后送往Director解决方案两种：(1)静态绑定：在前端路由直接将VIP对应的目标MAC静态配置为Director的MAC地址；(2)arptables：在各RS上，通过arptables规则拒绝其响应对VIP的ARP广播请求；(3)内核参数(容易实现的方案)：在RS上修改内核参数，并结合地址的配置方式实现拒绝响应对VIP的ARP广播请求；(2) RS的RIP可以使用私有地址；但也可以使用公网地址，此时可通过互联网上的主机直接对此RS发起管理操作；(3) 请求报文必须经由Director调度，但响应报文必须不能经由Director; (4)各RIP必须与DIP在同一个物理网络中；(5) 不支持端口映射；(6) RS可以使用大多数的OS；(7) RS的网关一定不能指向Director；
2.3.lvs-tun: 不修改请求报文IP首部，而是通过IP隧道机制在原有的IP报文之外再封装IP首部，经由互联网把请求报文交给选定的RS；
架构特性：(1) RIP, DIP, VIP都是公网地址；(2) RS的网关不能，也不可能指向DIP; (3) 请求报文由Director分发，但响应报文直接由RS响应给Client；(4) 不支持端口映射；(5) RS的OS必须得支持IP隧道;
2.4.lvs-fullnat：通过请求报文的源地址为DIP，目标为RIP来实现转发；对于响应报文而言，修改源地址为VIP，目标地址为CIP来实现转发；
架构特性：(1) RIP,DIP可以使用私有地址；(2) RIP和DIP可以不在同一个网络中，且RIP的网关未必需要指向DIP；(3) 支持端口映射；(4) RS的OS可以使用任意类型；(5) 请求报文经由Director，响应报文经由Direct
三、LVS的scheduler（LVS调度方法）
四、ipvsadm工具的使用4.1管理集群服务：a.创建或修改集群服务：ipvsadm -A|E -t|u|f service-address [-sscheduler]选项：-A: 添加-E：修改
-t: 承载的应用层协议为基于TCP协议提供服务的协议；其service-address的格式为“VIP:PORT”，如“172.16.100.6:80”；-u: 承载的应用层协议为基于UDP协议提供服务的协议；其service-address的格式为“VIP:PORT”，如“172.16.100.6:53”；-f:承载的应用层协议为基于TCP或UDP协议提供服务的协议，但此类报文会经由iptables/netfilter打标记，即为防火墙标记；其service-address的格式为“FWM”，即一个数字，例如“10”；（比如将web服务的80端口和https的443端口归类为同一个服务类，此时就需要将此类报文都打上防火墙标记为10，即可归为同一类了）
-s scheduler: 指明调度方法；默认为wlc；
b.删除集群服务：ipvsadm -D -t|u|f service-address
4.2管理集群服务上的RS：a.添加或修改RS(在现存的集群服务上)：ipvsadm -a|e -t|u|fservice-address -r server-address [-g|i|m] [-w weight]选项： -rserver-address: 指明RS，server-address格式一般为“IP[:PORT]”；【注意，只支持端口映射的lvs类型中才应该显式定义此处端口，否则不用写port,比如NAT,FULLNAT 需要指明端口】例如：-r 192.168.10.7:80
[-g|i|m]: 指明lvs类型 -g: gateway，意为dr类型； -i: ipip, 意为tun类型； -m: masquerade（伪装之意）, 意为nat类型； [-w weight]：当前RS的权重；【注意：仅对于支持加权调度的scheduler，权重才有意义；】 b.删除RS：ipvsadm -d -t|u|f service-address -r server-address
4.3清空所有集群服务的定义： ipvsadm -C
4.4保存及恢复集群服务及RS的定义：ipvsadm -S > /etc/sysconfig/ipvsadmipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadmservice ipvsadm save
ipvsadm -R < /etc/sysconfig/ipvsadmipvsadm-restore < /etc/sysconfig/ipvsadmservice ipvsadm restart
4.5查看规则：ipvsadm -L|l -c: 列出当前所有connection；--stats: 列出统计数据--rate: 列出速率-n,--numeric: 数字格式显示IP及端口；（而不要反解成服务名或主机名） --exact: 精确值；
4.6清空计数器：ipvsadm -Z[-t|u|f service-address]
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