LVS学习系列(2)--理论
模式和算法都可以在 http://kb.linuxvirtualserver.org/wiki/IPVS 查看
ipvsadm的命令可以通过 man ipvsadm 查看
三种LVS负载均衡模式
1.NAT(Network Address Translation)
NAT用法本来是因为网络IP地址不足而把内部保留IP地址通过映射转换成公网地址的一种上网方式(原地址NAT)。如果把NAT的过程稍微变化,就可以成为负载均衡的一种方式。原理其实就是把从客户端发来的IP包的IP头目的地址在DR上换成其中一台server的IP地址并发至此server,而server则在处理完成后把数据经过DR主机发回给客户端,DR在这个时候再把数据包的原IP地址改为DR接口上的IP地址即可。期间,无论是进来的流量,还是出去的流量,都必须经过DR。
对应的命令为: ipvsadm -m --masquerading
2.IP-TUN(IP Tunneling)
隧道模式则类似于VPN的方式,使用网络分层的原理,在从客户端发来的数据包的基础上,封装一个新的IP头标记(不完整的IP头,只有目的IP部)发给server,server收到后,先把DR发过来的数据包的头给解开,还原其数据包原样,处理后,直接返回给客户端,而不需要再经过DR。需要注意的是,由于server需要对DR发过来的数据包进行还原,也就是说必须支持IPTUNNEL协议。所以,在server的内核中,必须编译支持IPTUNNEL这个选项。IPTUNNEL也在Net working options里面。
对应的命令为: ipvsadm -i --ipip
3.DR(Direct Routing)
而直接路由模式则应该是工作在数据链路层上(二层)。其原理为,DR和server都使用同一个IP对外服务。但只有DR对ARP请求进行响应,所有server对本身这个IP的ARP请求保持静默。也就是说,网关会把对这个服务IP的请求全部定向给DR,而DR收到数据包后根据调度算法,找出对应的server,把目的MAC地址改为server的MAC并发给这台server。这时server收到这个数据包,则等于直接从客户端收到这个数据包无异,处理后直接返回给客户端。由于DR要对二层包头进行改换,所以DR和server之间必须在一个广播域,也可以简单的理解为在同一台交换机上。
对应的命令为: ipvsadm -g --gatewaying (这个是默认的)
LVS负载均衡的八种调度算法
1.轮循调度(Round-Robin)
调度器通过“轮循”调度算法将外部请求按顺序轮流分配到集群中的Real Server上，均等每一台Server，而不管Server上实际的连接和系统负载。
对应的命令为: ipvsadm -s rr
2.加权轮循调度(Weighted Round-Robin)
调度器通过”加权轮循”调度算法根据真实服务器的不同处理能力来调访问请求。如此保证处理能力强的服务器能处理更多的访问流量。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况，并动态地调整其权值。
对应的命令为: ipvsadm -s wrr
3.最小连接调度(Least-Connection)
调度器通过”最少连接”调度算法动态地将网络请求调度到已建立的链接数最少的服务器上。若集群系统的真实服务器具有相近的系统性能，采用“最少连接”调度算法可以较好地均衡负载。
对应的命令为: ipvsadm -s lc
4.加权最小连接调度(Weighted Least-Connection)
在集群系统中的服务器性能差异较大的情况下,调度器采用"加权最少链接"调度算法优化负载均衡性能,具有较高权值的服务器将承受较大比例的活动连接负载。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况,并动态地调整其权值
对应的命令为: ipvsadm -s wlc
5.基于局部性最少链接(Locality-Based Least-Connection)
基于局部性的最少链接"调度算法是针对目标IP地址的负载均衡,目前主要用于Cache集群系统。该算法根据请求的目标IP地址找出该目标IP地址最近使用的服务器,若该服务器是可用的且没有超载,将请求发送到该服务器;若服务器不存在,或者该服务器超载且有服务器处于一半的工作负载,则用"最少链接"的原则选出一个可用的服务器,将请求发送到该服务器。
对应的命令为: ipvsadm -s lblc
6.带复制的基于局部性最少链接(Locality-Based Least-Connection with Replication)
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,目前主要用于Cache集群系统。该算法根据请求的目标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"原则从这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。
对应的命令为: ipvsadm -s lblcr
7.目标地址散列调度(Destination Hashing)
调度算法根据请求的目标IP地址,作为散列键(HashKey)从静态分配的散列表找出对应的服务器,若该服务器是可用的且未超载,将请求发送到该服务器,否则返回空。
对应的命令为: ipvsadm -s dh
8.源地址散列调度(Source Hashing)
调度算法根据请求的源IP地址,作为散列键(HashKey)从静态分配的散列表找出对应的服务器,若该服务器是可用的且未超载,将请求发送到该服务器,否则返回空。
对应的命令为: ipvsadm -s sh
9.最短的期望的延时(Shortest Expected Delay)
sed只是在WLC上做了些微调而已。只计算活动连接数。
对应的命令为: ipvsadm -s sed
10.最少队列调度(Never Queue)
无需队列。若Real Server的连接数=0,就直接分配过去,不需要再进行sed运算。只计算活动连接数。
对应的命令为: ipvsadm -s nq
