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。本项目在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。在linux内核2.6版本以后，它已经成为内核的一部分，在此之前的内核版本则需要重新编译内核。
LVS 是四层负载均衡，也就是说建立在 OSI 模型的第四层——传输层之上，传输层上有我们熟悉的 TCP/UDP，LVS 支持 TCP/UDP 的负载均衡。LVS 的转发主要通过修改 IP 地址（NAT 模式，分为源地址修改 SNAT 和目标地址修改 DNAT）、修改目标 MAC（DR 模式）来实现。可以实现高性能，高可用的服务器集群技术。廉价，可把许多低性能的服务器组合在一起形成一个超级服务器。易用，配置非常简单，且有多种负载均衡的方法。稳定可靠，即使在集群的服务器中某台服务器无法正常工作，也不影响整体效果。另外可扩展性也非常好。
LVS特点
优点
1、开源，免费
2、在网上能找到一些相关技术资源
3、具有软件负载均衡的一些优点
缺点
1、最核心的就是没有可靠的支持服务，没有人对其结果负责；
2、功能比较简单，支持复杂应用的负载均衡能力较差，如算法较少等；
3、开启隧道方式需重编译内核；
4、配置复杂；
5、主要应用于LINUX，目前没有专门用于WINDOWS的版本，不过可以通过配置，使windows成为LVS集群中的real server（win2003、win2008中）。
LVS术语
lvs 集群类型中的术语：
VS ：Virtual Server, Director, Dispatcher( 调度器)，Load Balancer
RS ：Real Server(lvs), upstream server(nginx)，backend server(haproxy)
CIP ：Client IP
VIP: Virtual serve IP VS 外网的IP
DIP: Director IP VS 内网的IP
RIP: Real server IP
访问流程：CIP <--> VIP == DIP <--> RIP
LVS结构
一般来说，LVS集群采用三层结构，其主要组成部分为：
A、负载调度器（load balancer），它是整个集群对外面的前端机，负责将客户的请求发送到一组服务器上执行，而客户认为服务是来自一个IP地址（我们可称之为虚拟IP地址）上的。
B、服务器池（server pool），是一组真正执行客户请求的服务器，执行的服务有WEB、MAIL、FTP和DNS等。
C、共享存储（shared storage），它为服务器池提供一个共享的存储区，这样很容易使得服务器池拥有相同的内容，提供相同的服务。
LVS模式
LVS的工作模式即负载均衡机制，主要有4种，DR、NAT、TUNNEL、Full-NAT
LVS相对于其它负载均衡的解决办法，比如DNS域名轮流解析、应用层负载的调度、客户端的调度等，它的效率是非常高的。LVS的通过控制IP来实现负载均衡。IPVS是其具体的实现模块。IPVS的主要作用：安装在Director Server上面，在Director Server虚拟一个对外访问的IP（VIPLVS）。用户访问VIP，到达Director Server，Director Server根据一定的规则选择一个Real Server，处理完成后然后返回给客户端数据。这些步骤产生了一些具体的问题，比如如何选择具体的Real Server，Real Server如何返回给客户端数据等等。
IPVS为此有三种机制：
VS/NAT(Virtual Server via Network Address Translation)，即网络地址翻转技术实现虚拟服务器。当请求来到时，Diretor server上处理的程序将数据报文中的目标地址（即虚拟IP地址）改成具体的某台Real Server,端口也改成Real Server的端口，然后把报文发给Real Server。Real Server处理完数据后，需要返回给Diretor Server，然后Diretor server将数据包中的源地址和源端口改成VIP的地址和端口，最后把数据发送出去。由此可以看出，用户的请求和返回都要经过Diretor Server，如果数据过多，Diretor Server肯定会不堪重负。
VS/TUN（Virtual Server via IP Tunneling）,即IP隧道技术实现虚拟服务器。它跟VS/NAT基本一样，但是Real server是直接返回数据给客户端，不需要经过Diretor server,这大大降低了Diretor server的压力。
VS/DR（Virtual Server via Direct Routing），即用直接路由技术实现虚拟服务器。跟前面两种方式，它的报文转发方法有所不同，VS/DR通过改写请求报文的MAC地址，将请求发送到Real Server，而Real Server将响应直接返回给客户，免去了VS/TUN中的IP隧道开销。这种方式是三种负载调度机制中性能最高最好的，但是必须要求Director Server与Real Server都有一块网卡连在同一物理网段上。
无论是 DR 还是 NAT 模式，不可避免的都有一个问题：LVS 和 RS 必须在同一个 VLAN 下，否则 LVS 无法作为 RS 的网关。
这引发的两个问题是：
1、同一个 VLAN 的限制导致运维不方便，跨 VLAN 的 RS 无法接入。
2、LVS 的水平扩展受到制约。当 RS 水平扩容时，总有一天其上的单点 LVS 会成为瓶颈。
Full-NAT 由此而生，解决的是 LVS 和 RS 跨 VLAN 的问题，而跨 VLAN 问题解决后，LVS 和 RS 不再存在 VLAN 上的从属关系，可以做到多个 LVS 对应多个 RS，解决水平扩容的问题。
Full-NAT 相比 NAT 的主要改进是，在 SNAT/DNAT 的基础上，加上另一种转换。不过内核是默认不支持Full-NAT，使用必须重新编译安装。
LVS调度算法
ipvs scheduler： ：
根据其调度时是否考虑各RS 当前的负载状态
两种：静态方法和动态方法
静态调度方法
仅根据算法本身进行调度
1 、RR ：roundrobin ，轮询
2 、WRR ：Weighted RR ，加权轮询
3 、SH ：Source Hashing ，实现session sticky ，源IP 地址 hash ；将来自于同一个IP 地址的请求始终发往第一次挑中的RS ，从而实现会话绑定
4 、DH ：Destination Hashing ；目标地址哈希，将发往同一个目标地址的请求始终转发至第一次挑中的RS ，典型使用场景是正向代理缓存场景中的负载均衡，如：宽带运营商
动态调度方法
主要根据每RS 当前的负载状态及调度算法进行调度较小的RS 将被调度
1 、LC ：least connections 适用于长连接应用
Overhead=activeconns256+inactiveconns
2 、WLC ：Weighted LC， ， 默认调度方法
Overhead=(activeconns256+inactiveconns)/weight
3 、SED ：Shortest Expection Delay, 初始连接高权重优先
Overhead=(activeconns+1)*256/weight
4 、NQ ：Never Queue ，第一轮均匀分配，后续SED
5 、LBLC ：Locality-Based LC ，动态的DH 算法，使用场景：
根据负载状态实现正向代理
6 、LBLCR ：LBLC with Replication ，带复制功能的LBLC
解决LBLC 负载不均衡问题，从负载重的复制到负载轻的RS
