今天小編和大家介紹一下LVS,希望能給大家帶來一定的收獲！

一、LVS簡介

LVS（Linux Virtual Server）即Linux虛擬服務器，是由章文嵩博士主導的開源負載均衡項目，目前LVS已經被集成到Linux內核模塊中。該項目在Linux內核中實現了基于IP的數據請求負載均衡調度方案，終端互聯網用戶從外部訪問公司的外部負載均衡服務器，終端用戶的Web請求會發送給LVS調度器，調度器根據自己預設的算法決定將該請求發送給后端的某臺Web服務器，比如，輪詢算法可以將外部的請求平均分發給后端的所有服務器，終端用戶訪問LVS調度器雖然會被轉發到后端真實的服務器，但如果真實服務器連接的是相同的存儲，提供的服務也是相同的服務，最終用戶不管是訪問哪臺真實服務器，得到的服務內容都是一樣的，整個集群對用戶而言都是透明的。最后根據LVS工作模式的不同，真實服務器會選擇不同的方式將用戶需要的數據發送到終端用戶，LVS工作模式分為NAT模式、TUN模式、以及DR模式。

二、LVS的構成

從物理層面上講，LVS的主要組成：

負載調度器(load balancer/ Director)，它是整個集群對外面的前端機，負責將客戶的請求發送到一組服務器上執行，而客戶認為服務是來自一個IP地址(我們可稱之為虛擬IP地址)上的。

服務器池(server pool/ Realserver)，是一組真正執行客戶請求的服務器，執行的服務一般有WEB、MAIL、FTP和DNS等。

共享存儲(shared storage)，它為服務器池提供一個共享的存儲區，這樣很容易使得服務器池擁有相同的內容，提供相同的服務。

注：一般為了實現高可用會使用兩臺以上的調度服務器，作為備份，提高安全性。

從軟件層面上講，LVS 由2部分程序組成，包括 ipvs 和 ipvsadm。

1、ipvs(ip virtual server) ：工作在內核空間的一段代碼，叫ipvs，是真正生效實現調度的代碼。

2、ipvsadm ：另外一段是工作在用戶空間，叫ipvsadm，負責為ipvs內核框架編寫規則，定義誰是集群服務，而誰是后端真實的服務器(Real Server)，然后由內核代碼實現真正的調度算法及功能。

三、LVS三種工作模式

3.1、基于NAT的LVS模式負載均衡

NAT（Network Address Translation）即網絡地址轉換，其作用是通過數據報頭的修改，使得位于企業內部的私有IP地址可以訪問外網，以及外部用戶可以訪問于公司內部的私有IP主機。

LVS負載調度器可以使用兩塊網卡配置不同的IP地址，eth0設置為私鑰IP與內部網絡通過交換設備相互連接，eth1設備為外網IP與外部網絡聯通。

第一步，用戶通過互聯網DNS服務器解析到公司負載均衡設備上面的外網地址，相對于真實服務器而言，LVS外網IP又稱VIP（Virtual IP Address），用戶通過訪問VIP，即可連接后端的真實服務器（Real Server），而這一切對用戶而言都是透明的，用戶以為自己訪問的就是真實服務器，但他并不知道自己訪問的VIP僅僅是一個調度器，也不清楚后端的真實服務器到底在哪里、有多少真實服務器。

第二步，用戶將請求發送至124.126.147.168，此時LVS將根據預設的算法選擇后端的一臺真實服務器（192.168.0.1~192.168.0.3），將數據請求包轉發給真實服務器，并且在轉發之前LVS會修改數據包中的目標地址以及目標端口，目標地址與目標端口將被修改為選出的真實服務器IP地址以及相應的端口。

第三步，真實的服務器將響應數據包返回給LVS調度器，調度器在得到響應的數據包后會將源地址和源端口修改為VIP及調度器相應的端口，修改完成后，由調度器將響應數據包發送回終端用戶，另外，由于LVS調度器有一個連接Hash表，該表中會記錄連接請求及轉發信息，當同一個連接的下一個數據包發送給調度器時，從該Hash表中可以直接找到之前的連接記錄，并根據記錄信息選出相同的真實服務器及端口信息。

NAT模式詳細說明：

1、client請求資源，當報文到達director時，源和目標IP是CIP-VIP，IPVS會強行修改目標地址為RIP，將報文從INPUT發向POSTROUTING，源和目標IP修改為CIP-RIP，RS驗證目標地址是本地地址，則接受報文并處理請求。

2、RS響應請求，由于請求報文源IP是CIP，所以響應報文的目標IP是CIP；將響應報文發送給網關director后，director會通過SNAT將源IP修改為VIP，這樣client才可以明確是響應它請求報文的數據包。

特點：

director與RS必須在同一個局域網呢

RS的網關必須指向director的私網DIP。

請求和響應報文都需要director轉發，會成為整個系統的瓶頸。

支持端口映射，client訪問80端口，dire。

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