dpvs 的几种模式

 

　　 FNAT在两个接口之间进行转发。假设一个是WAN接口(dpdk1)，另一个是LAN接口(dpdk0)

配置包括：

（1）用于DPDK局域网(LAN)/广域网(WAN)的ip地址和路由。

（2）WAN接口上的VIP(dpdk1)。

（3）FNAT服务(vip:vport)及相关RS(Real Server)。

（4）FNAT模式至少需要一个局域网接口(dpdk0)。

 FNAT转换需要LIP或Local-IP，客户的CIP:cport将替换为LIP:lport，而VIP:vport将被翻译成RS的RIP:rport

• NAT技术将请求的报文和响应的报文都需要通过LB进行地址改写，因此网站访问量比较大的时候LB负载均衡调度器有比较大的瓶颈，一般要求最多之能10-20台节点
• 只需要在LB上配置一个公网IP地址就可以了。
• 每台内部的节点服务器的网关地址必须是调度器LB的内网地址。
• NAT模式支持对IP地址和端口进行转换。即用户请求的端口和真实服务器的端口可以不一致。

DNAT 模式

DNAT为双臂模式。

拓扑： 如上图所示，各节点的IP地址如下：

• client: 192.168.0.46
• VIP: 192.168.0.89
• DPVS local ip: 192.168.0.66, 10.140.31.48
• RS1: 10.140.18.33
• RS2: 10.140.18.33

可见，所有的IP地址都在一个局域网内。

 

DR模式

DR是 Direct Routing 的缩写。DR模式是单臂模式。

DR模式中，DPVS改写请求报文的 dst_mac，将请求发给RS，RS响应后的处理结果直接返回给客户端用户。

拓扑： 如上图所示，各节点的IP地址如下：

• client: 192.168.100.26
• VIP: 192.168.100.254
• DPVS local ip: 192.168.100.1
• RS1: 192.168.100.2， lo接口IP配置为VIP
• RS2: 192.168.100.3，lo接口IP配置为VIP

可见，所有的IP地址都在一个局域网内。

优势：
采用NAT模式时，由于请求和响应的报文必须通过调度器地址重写，当客户请求越来越多时，调度器处理能力将成为瓶颈。
DR模式中，RS将响应处理后的数据直接返客户端。这样调度器就只处理请求入站报文，由于一般网络服务应答数据比请求报文大很多，采用DR模式，集群系统的最大吞吐量可以提高10倍。

DR模式小结：

1. 通过在调度器LB上修改数据包的目的MAC地址实现转发。注意源地址仍然是CIP，目的地址仍然是VIP地址。
2. 请求的报文经过调度器，而RS响应处理后的报文无需经过调度器LB，因此并发访问量大时使用效率很高（和NAT模式比）
3. 因为DR模式是通过MAC地址改写机制实现转发，因此所有RS节点和调度器LB只能在一个局域网里面
4. RS主机需要绑定VIP地址在LO接口上，并且需要配置ARP抑制。
5. RS节点的默认网关不需要配置成LB，而是直接配置为上级路由的网关，能让RS直接出网就可以。
6. 由于DR模式的调度器仅做MAC地址的改写，所以调度器LB就不能改写目标端口，那么RS服务器就得使用和VIP相同的端口提供服务。。

TUN模式

NAT模式不同，TUN与DR模式一样，LB和RS之间的传输不用改写IP地址。
TUN模式把客户请求包封装在一个IP tunnel里面，然后发送给RS节点服务器，节点服务器接收到之后解开IP tunnel，处理响应，然后直接把包通过自己的外网地址发送给客户，不需要经过DPVS。

拓扑： 如上图所示，各节点的IP地址如下：

• client: 10.138.85.23/22
• VIP: 10.140.31.48/32
• DPVS: 10.140.31.254/32 为隧道地址，
• RS1: 10.140.31.48/32 为隧道地址，eth0 10.140.18.33/20
• RS2: 10.140.31.48/32 为隧道地址, eth0 10.40.84.170/21

与underlay DR模式不同，隧道模式中同网段是DPVS与RS之间的隧道地址，通过dpvs和RSs之间的ipip隧道在L2网络上转发数据包。

 　　采用NAT模式时，由于请求和响应的报文必须通过调度器地址重写，当客户请求越来越多时，调度器处理能力将成为瓶颈。为了解决这个问题，调度器把请求的报文通过IP隧道转发到真实的服务器。真实的服务器将响应处理后的数据直接返回给客户端。这样调度器就只处理请求入站报文，由于一般网络服务应答数据比请求报文大很多，采用VS/TUN模式后，集群系统的最大吞吐量可以提高10倍。

VS/TUN和NAT模式不同的是，它在LB和RS之间的传输不用改写IP地址。而是把客户请求包封装在一个IP tunnel里面，然后发送给RS节点服务器，节点服务器接收到之后解开IP tunnel后，进行响应处理。并且直接把包通过自己的外网地址发送给客户不用经过LB服务器。

 

 

Lvs的调度算法决定了如何在集群节点之间分布工作负荷。当director调度器收到来自客户端访问VIP的上的集群服务的入站请求时，director调度器必须决定哪个集群节点应该处理请求。Director调度器用的调度方法基本分为两类：
固定调度算法：rr，wrr，dh，sh
动态调度算法：wlc，lc，lblc，lblcr

算法说明

RR（Round Robin Scheduling)

轮询算法，它将请求依次分配给不同的rs节点，也就是RS节点中均摊分配。这种算法简单，但只适合于RS节点处理性能差不多的情况

WRR（Weighted Round-Robin Scheduling）

加权轮询调度，它将依据不同RS的权值分配任务。权值较高的RS将优先获得任务，并且分配到的连接数将比权值低的RS更多。相同权值的RS得到相同数目的连接数。

WLC（Weighted Least-Connection Scheduling）

加权最小连接数调度，假设各台RS的全职依次为Wi，当前tcp连接数依次为Ti，依次去Ti/Wi为最小的RS作为下一个分配的RS

DH（Destination Hashing Scheduling）

目的地址哈希调度以目的地址为关键字查找一个静态hash表来获得需要的RS

SH（Source Hashing Scheduling）

源地址哈希调度以源地址为关键字查找一个静态hash表来获得需要的RS

LC（Least-Connection Scheduling）

最小连接数调度,IPVS表存储了所有活动的连接。LB会比较将连接请求发送到当前连接最少的RS.

LBLC（Locality-Based Least Connections Scheduling）

基于地址的最小连接数调度：将来自同一个目的地址的请求分配给同一台RS，此时这台服务器是尚未满负荷的。否则就将这个请求分配给连接数最小的RS，并以它作为下一次分配的首先考虑。

LBLCR（Locality-Based Least Connections with Replication Scheduling）

带复制的基于局部性最少链接调度算法也是针对目标IP地址的负载均衡。LBLCR算法先根据请求的目标IP地址找出该目标IP地址对应的服务器组；按“最小连接”原则从该服务器组中选出一台服务器，若服务器没有超载， 将请求发送到该服务器；若服务器超载；则按“最小连接”原则从整个集群中选出一台服务器，将该服务器加入到服务器组中，将请求发送到该服务器。同时，当该 服务器组有一段时间没有被修改，将最忙的服务器从服务器组中删除，以降低复制的程度。

LVS调度算法的生产环境选型：

1. 一般的网络服务，如http，mail，mysql等常用的LVS调度算法为：

• 基本轮询调度RR
• 加权最小连接调度WLC
• 加权轮询调度WRR

2. 基于局部性的最小连接LBLC和带复制的给予局部性最小连接LBLCR主要适用于web cache和DB cache
3. 源地址散列调度SH和目标地址散列调度DH可以结合使用在防火墙集群中，可以保证整个系统的出入口唯一。
   实际适用中这些算法的适用范围很多，工作中最好参考内核中的连接调度算法的实现原理，然后根据具体的业务需求合理的选型。