LVS原理之LVS的三种调度模式
2019/9/12 9:42:00
1、LVS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 的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。
2、LVS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Dispatcher，Balancer
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
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。
RIP和DIP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
原理：
基于隧道封装技术。在IP报文的外面再包一层IP报文。
当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。
RS的OS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
原理
当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RealServer的MAC地址。
RealServer接受到转发而来的请求，发现目标地址是VIP。RealServer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DIP和RIP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。
鄂网公安备案 42010602000334号