LVS工作原理

5290589

　　首先我们要了解LVS的工作机制:
　　LVS里Director本身不响应请求，只是接受转发请求到后方，Realservers才是后台真正响应请求。
　　LVS 工作原理基本类似DNAT，又不完全相像，它是一种四层交换，默认情况下来通过用户请求的的地址和端口，来判断用户的请求，从而转发到后台真正提供服务的主机，而判断这种请求的是通过套接字来实现，所以四层就可以实现。而且这个转发的过程对用户而言是透明的（简单的讲，就是用户访问的是DR的IP，而DR转发给RSS，而用户不知道这个过程）
　　LVS的工作模式:
　　1.DNAT
　　2.直接路由
　　3.隧道
　　提供的优点：
　　1.高并发
　　2.高冗余
　　3.适用性，扩展服务器，缩减服务器，方便服务器扩展和收缩
　　LVS 的IP地址类型
　　1.VIP:虚拟IP地址，并不提供服务，而是将用户的请求转发到后方
　　2 RIP:真正IP地址，客户端真正提供服务的IP地址
　　3.DIP:调度IP地址，通常是和RIP相连的LVS的IP地址
　　4.CIP:客户端IP地址，用户请求时，用户的IP
　　流程：如下图
　　
　　===============================分 割 线==============================
　　LVS集群的类型：
　　1.LVS-NAT DNAT
　　2.LVS-DR 直接路由
　　3.LVS-TUN 隧道
　　
　　下面我们详细说明这三种类型：
　　
　　LVS-NAT模型原理
　　
　　用户的请求和响应都需要经过Director
　　源地址，目标地址都需要经过转换，而目标地址转换是透明的
　　这种架构的扩展有限调度器，Director将处理所有的请求，压力比较大，扩展到10个结点就不行了
　　
　　要求：
　　1.集群节点必须在同一个物理网络中，同一个子网或者VLAN
　　2.DIP和RIP只能在同一个网络（子网）中，不能跨越网段
　　3.RIP地址通常是私有地址
　　4.所有的RIP，必须以DIP为网关（地址转换）
　　5.NAT的地址可以做端口转换（比如80--à8080）
　　6.任何操作系统都可以做RIP
　　7.Director有可能成为整个系统的瓶颈
　　
　　数据传输：
　　通过二层（数据链路层）转发（ARP）将DR的MAC地址转换成RIP的MAC地址（不是转变，而是转发），这样就实现了数据的传输，在RSS响应后，再将RSS的MAC地址转换成RIP的MAC地址。
　　
　　===============================分 割 线==============================
　　LVS-DR模型原理
　　
　　用户的请求必须经过Director，而realserver在响应的使用直接返回请求（图有问题，有可能设的网关不同，还存在一台路由器）
　　需要配置iptables规则，拒绝响应MAC地址转换，或者通过修改LINUX内核响应
　　优点：由于它比NAT少了一个地址转换，响应速度更快
　　特点
　　1.必须处于同一个物理网络中（连在同一个交换机上）
　　2.RIP可以使用公网地址（建议使用）
　　3.Director只转发请求，而realserver直接响应请求而不转发
　　4.集群节点的网关，不能指向DIP
　　5.不能做端口转换（不支持）
　　6.绝大多数的操作系统都可以实现realserver,而realserver需要同一个网卡配置多个Ip地址
　　7.DR模式的Director比NAT模式能够带动更多的节点
　　
　　数据传输：
　　解决数据进入：
　　为了避免RS直接响应，给服务器的lo:0设置VIP地址，给本地网卡设置成CIP，这样RS就不会直接响应了，隐藏了RS
　　解决数据出去：
　　而默认情况下，Linux设置数据包从哪块网卡出去，源地址设为该网卡地址，通过添加一条特殊路由信息，如果目标地址是lo的VIP地址，那么出去的时候源地址设置为lo的地址。
　　路由信息的原理：
　　添加一条主机路由，将VIP的地址自己设置成一个网段,既子网掩码为255.255.255.255，这样VIP出去的时候没有比VIP更优的了，就成为最佳IP
　　
　　在互联网上性能最佳的就是DR应用，但是有一个缺点，必须要求主机间距离比较近（比如一个机房），如果发生天灾人祸，集群就完了，所以我们为了实现异地分布，要采用隧道比如VPN
　　===============================分 割 线==============================
　　LVS-TUN模型原理：
　　虚拟隧道实现：
　　1.专线（加密）
　　2.二层：在MAC之外再加一层MAC
　　3.三层：源IP目标IP之外再加一层IP
　　隧道目的: 隐藏意图，通过转换来（ip套ip）隐藏目的
　　
　　特征：
　　1.集群节点和Director不必在同一个网络
　　2.RIP必须使用公网地址
　　3.Director只需要处理进来的请求，不需要处理出去的请求
　　4.响应的请求一定不能经过Direcor.
　　5.Directory不支持端口映射
　　6.只能使用那些支持IP 隧道协议的操作系统做realserver
　　优点：LVS-TUN可以实现基于网络的集群，这样就脱离了LVS-DR的realserver之间的距离限制。
　　
http://hi.baidu.com/moonlitshiny/blog/item/5deb3a6306a9b73bab184c9f.html