lvs基础知识
一、LVS概述
LVS是Linux Virtual Server的简称，也叫Linux虚拟服务器，是一个由章文嵩教授主持开展的开源项目，官方站点为www.linuxvirtualserver.org。现在LVS已经是Linux内核的一部分，不需要编译内核。但在Linux2.4之前，要使用LVS需要将ipvs编译进内核才能使用。
LVS提供的负载均衡技术和Linux操作系统实现了一个高性能的服务器集群，有良好的扩展性、可靠性和可操作性，极大地减轻了后台服务器的压力。
LVS只要由三个部分组成：调度器、后台服务器池、共享数据库
负载均衡调度器：主要负责将请求分发到后台的服务器上。
后台服务器池（RealServer）：用于向客户提供需要的服务，例如WWW服务、Cache服务、DNS服务、FTP服务、MAIL服务、视频/音频点播服务等等。
共享数据库：提供数据存储
二、LVS支持的四种模型
原生的LVS支持NAT,DR,TUN三种，但是近几年又出现了FULL-NAT模型，对NAT模型进一步改善。
NAT：地址转换
DR:直接路由模式
TUN:隧道模式
FULL-NAT：完全地址转换
NAT模型：
NAT模型是在入站时做了一次DNAT将请求转发至后台主机，出站时做了一次SNAT，该方式主要用于结合F5防DDOS攻击。
DR模型：
DR的性能是所有模式中最高的，它只需要修改目的MAC；但部署上必须要求LVS和后端服务器在同一个VLAN中。
TUN模型：
TUN是在原来IP头部再新增封装一个IP。进来时通过调度器，出去时直接返回客户端。
FULLNAT模型：
FULLNAT是在NAT模式上做了一次改进，加入了一个内网IP（lip）。cip-vip转换为lip->rip，而 lip和rip均为IDC内网ip，可以跨vlan通讯。
NAT：
① director与集群节点必须在同一个IP网络中；
② RIP通常是私有地址，仅用于各集群节点通信；
③ director位于client与real server之间，并负责处理进出的所有通信；
④ real server必须将网关指向DIP；
⑤ 支持端口映射；
⑥ real server可使用任意操作系统；
⑦ 大规模应用中director可能易成为系统瓶颈。
DR:
① 集群节点必须和director在同一个物理网络中；
② RIP可以使用公网地址，实现便捷的远程管理和监控；
③ director仅负责处理入站请求，响应报文则由realserver直接发往客户端；
④ realserver不能将网关指向DIP；
⑤ 不支持端口映射；
TUN:
① 集群节点可以跨越互联网；
② RIP必须是公网地址；
③ director仅负责处理入站请求，响应报文则由realserver直接发往客户端；
④ realserver网关不能指向director；
⑤ 只有支持隧道功能的os才能用于realserver；
⑥ 不支持端口映射。
FULLNAT:
① director与集群节点可以跨VLAN通讯；
② director位于client与real server之间，并负责处理进出的所有通信；
③ 通过在TCP Option中加入cip，将cip传给realserver
三、LVS支持的十种调度算法
调度算法分为静态和动态：
静态：固定不变的转发请求，仅仅依据算法本身。
rr：轮叫，轮询，依次轮流的向后台主机转发请求。
wrr：加权轮询，根据每台主机的权重依次轮流 。
sh：source hashing,源地址散列。主要实现会话绑定，能够将此前建立的session信息保留了，将源IP作为散列键
dh：destination hashing:目标地址散列。把同一个IP地址的请求，发送给同一个RealServer，将目标IP作为散列键
动态：依据后台服务器的状态动态的转发请求
lc：最少连接
active*256+inactive挑小的
wlc：加权最少连接
（active*256+inactive）/weight挑小的
sed：最短期望延迟
（active+1*256）/weight
nq：never queue永不排队（改进的sed）无需队列，如果有台realserver的连接数＝0就直接分配过去，不需要在进行sed运算。
LBLC：基于本地的最少连接
基于局部性的最少连接调度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RealServer，若该Real Server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
LBLCR：带复制的基于本地的最少连接
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，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。
四、LVS的相关配置
LVS的配置主要分为两部分：
ipvs：内核模块，只对定义为集群的服务进行转发
ipvsadm：用户空间管理集群服务的命令行工具
ipvsadm
管理集群服务
添加： -A -t|u|f service-address [-s schedule] -p timeout
-t：TCP协议的集群
-u：UDP协议的集群
service-address： IP:PORT #端口映射
-f：防火墙标记
service-address：Mark Number
-p timeout：持久连接。这个选项的意思是来自同一个客户的多次请求，将被同一台真实的服务器处理。timeout 的默认值为300 秒。
修改：-E -t|u|f service-address [-s schedule]
删除：-D -t|u|f service-address
#ipvsadm -A -t 172.16.100.2:80 -s rr
管理集群服务中的RS
添加：-a -t|u|f service-address -r server-address [-g|i|m] [-w weight]
-t|u|f service-address 实现定义好的集群服务
-r service-address：某RS的地址，在NAT模型中，可以使用IP:PORT端口映射
[g|i|m]
g：DR
i：TUN
m：NAT
[w weight]：定义权重
修改：-e -t|u|f service-address -r server-address [-g|i|m] [-w weight]
删除：-d -t|u|f service-address -r server-address
#ipvsadm -a -t 172.168.100.2:80 -r 192.168.193.1 -m
#ipvsadm -a -t 172.168.100.2:80 -r 192.168.193.2 -m
查看
-L|l
-n：数字格式显示主机地址和端口
--stats：统计数据
--timeout：显示tcp、tcpfin和udp的会话超时时长
-c：显示当前的ipvs连接状况
删除所有集群服务：
-C：清空ipvs规则
保存ipvs规则
-S
#ipvsadm -S > /path/to/somefile
导入此前的规则
-R
#ipvsadm -R < /path/from/somefile
