LVS中的IP负载均衡技术

LVS简介

LVS是Linux Virtual Server的简写,意即Linux虚拟服务器,是一个虚拟的服务器集群系统。LVS项目在1998年5月由章文嵩博士成立,是中国国内最早出现的自由软件项目之一。【来自百度百科】

IP负载均衡技术简介

在LVS项目中可伸缩网络服务的几种结构都需要一个前端高度器。在调度器的实现技术中, IP 负载均衡技术是效率最高的。LVS项目提供并实现的 IP 负载均衡 技术有:网络地址转换方法 VS/NAT (Virtual Server via Network Address Translation),IP 隧道方法 VS /TUN (Virtual Server via IP Tunneling),和直接方法 VS/DR(Virtual Server via Direct Routing)。这三种方法都可以极大地提高系统的伸缩性。

通过 NAT 方法实现虚拟服务器(VS/NAT)

VS/NAT的体系结构(图片来自LVS中文站)

通过网络地址转换,调度器重写请求报文的目标地址,根据预设的调度算法,将请求分派给后端的真实服务器;真实服务器的响应报文通过调度器时,报文的源地址被重写,再返回给客户,完成整个负载调度过程。

通过 IP 隧道实现虚拟服务器(VS/TUN)

VS/TUN的体系结构(图片来自LVS中文站)

调度器把请求报文通过IP隧道转发至真实服务器,而真实服务器将响应直接返回给客户,所以调度器只处理请求报文。由于一般网络服务应答比请求报文大许多,采用 VS/TUN技术后,相比于VS/NAT技术集群系统的最大吞吐量可以提高10倍。

通过直接路由实现虚拟服务器(VS/DR)

VS/DR的体系结构(图片来自LVS中文站)

VS/DR通过改写请求报文的MAC地址,将请求发送到真实服务器,而真实服务器将响应直接返回给客户。同VS/TUN技术一样,VS/DR技术可极大地 提高集群系统的伸缩性。这种方法没有IP隧道的开销,对集群中的真实服务器也没有必须支持IP隧道协议的要求,但是要求调度器与真实服务器都有一块网卡连 在同一物理网段上。

三种IP负载均衡技术的比较

项目 VS/NAT VS/TUN VS/DR
服务器操作系统 任意 支持隧道 多数(支持Non-arp )
服务器网络 私有网络 局域网/广域网 局域网
服务器数目(100M网络) 10-20 100 多(100)
服务器网关 负载均衡器 自己的路由 自己的路由
效率 一般 最高

说明

本文章并非原创,而是在网上学习的过程中综合各家之长做的笔记,方便之前自己查阅也为其他学习LVS的朋友提供一个参考。

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