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LVS原理之LVS的三种调度模式

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发表于 2019-9-12 10:00:16 | 显示全部楼层 |阅读模式

1LVS是什么?
LVS,全称Linux Virtual Server,是国人章文嵩发起的一个开源项目。
在社区具有很大的热度,是一个基于四层、具有强大性能的反向代理服务器。
早期使用lvs需要修改内核才能使用,但是由于性能优异,现在已经被收入内核。

LVS通过工作于内核的ipvs模块来实现功能,其主要工作于netfilter INPUT链上。
而用户需要对ipvs进行操作配置则需要使用ipvsadm这个工具。
ipvsadm主要用于设置lvs模型、调度方式以及指定后端主机。

2LVS中的角色
LVS的一些相关术语
LVS的模型中有两个角色:
调度器:Director,又称为DispatcherBalancer
调度器主要用于接受用户请求。
真实主机:Real Server,简称为RS
用于真正处理用户的请求。

而为了更好地理解,我们将所在角色的IP地址分为以下三种:
Director Virtual IP:调度器用于与客户端通信的IP地址,简称为VIP
Director IP:调度器用于与RealServer通信的IP地址,简称为DIP
Real Server : 后端主机的用于与调度器通信的IP地址,简称为RIP



LVS的三种调度模式
LVS-NATNetwork Address Transform
示意图和调度步骤
LVS-NAT



原理:
基于ip伪装MASQUERADES,原理是多目标DNAT
所以请求和响应都经由Director调度器。

LVS-NAT的优点与缺点
优点:
支持端口映射
RS可以使用任意操作系统
节省公有IP地址。
RIPDIP都应该使用同一网段私有地址,而且RS的网关要指向DIP
使用nat另外一个好处就是后端的主机相对比较安全。
缺点:
请求和响应报文都要经过Director转发;极高负载时,Director可能成为系统瓶颈。
就是效率低的意思。

LVS-TUNIP Tuneling
示意图和调度步骤
LVS-TUN



原理:
基于隧道封装技术。在IP报文的外面再包一层IP报文。
Director接收到请求的时候,选举出调度的RealServer
当接受到从Director而来的请求时,RealServer则会使用lo接口上的VIP直接响应CIP
这样CIP请求VIP的资源,收到的也是VIP响应。

LVS-TUN的优点与缺点
优点:
RIP,VIP,DIP都应该使用公网地址,且RS网关不指向DIP;
只接受进站请求,解决了LVS-NAT时的问题,减少负载。
请求报文经由Director调度,但是响应报文不需经由Director
缺点:
不指向Director所以不支持端口映射。
RSOS必须支持隧道功能。
隧道技术会额外花费性能,增大开销。

LVS-DRDirect Routing
示意图和调度步骤
LVS-DR


原理
Director接收到请求之后,通过调度方法选举出RealServer
讲目标地址的MAC地址改为RealServerMAC地址。
RealServer接受到转发而来的请求,发现目标地址是VIPRealServer配置在lo接口上。
处理请求之后则使用lo接口上的VIP响应CIP

LVS-DR的优点与缺点
优点:
RIP可以使用私有地址,也可以使用公网地址。
只要求DIPRIP的地址在同一个网段内。
请求报文经由Director调度,但是响应报文不经由Director
RS可以使用大多数OS
缺点:
不支持端口映射。
不能跨局域网。
总结:
三种模型虽然各有利弊,但是由于追求性能和便捷,DR是目前用得最多的LVS模型。


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