LVS负载均衡：NAT与DR模式详解及运维要点

LVS（Linux Virtual Server）是Linux内核2.6版本以后的一个模块，用于实现高性能的网络负载均衡解决方案。它主要由三个组成部分：负载调度层、服务器节点和共享存储层。LVS的核心功能是通过VIP（Virtual IP）和VPort在调度器与后端服务器之间建立透明的流量转发。 在负载调度方面，LVS支持三种模式： 1. **NAT模式** (Network Address Translation): 在这种模式下，客户端通过VIP发起请求，调度器根据预设的算法（如轮询 rr、加权轮询 wrr、源地址散列 sh 或目标地址散列 dh）选择后端服务器。调度器将请求包的目的IP改为选定服务器的IP，然后转发，服务器响应时源IP保持不变，再由调度器将响应包的源IP转换回VIP后发送给客户端。这种方式确保了客户端仅与VIP通信，降低了调度器压力。 2. **DR模式** (Direct Routing): 相比NAT，DR模式更直接，调度器和后端服务器均配置VIP。调度器接收请求后选择后端节点，将请求目的MAC地址改为后端的MAC，直接发送，无需再次通过调度器。这减少了调度器的负载，但需要特别注意后端节点的VIP配置和ARP响应设置，通常建议将VIP配置在lo接口上，并禁用ARP响应功能，同时服务器节点的物理网卡负责ARP请求。 3. **TUN模式** (IP Tunneling): 这是最底层的模式，调度器通过虚拟IP接收请求并进行二次封装，将源IP改为调度器的IP，目标IP改为后端节点的IP。后端节点解封装后处理请求并直接返回响应。虽然效率较低，但可以提供更高的灵活性。 在调度算法方面，LVS提供了几种策略： - **rr (Round Robin)**: 轮询，均匀分配请求到各个后端。 - **wrr (Weighted Round Robin)**: 加权轮询，考虑后端服务器的权重，优先分配给权重高的节点。 - **sh (Source Hash)**: 源地址散列，根据客户端源IP进行哈希计算，确保来自同一客户端的请求始终转发到同一后端。 - **dh (Destination Hash)**: 目标地址散列，依据请求的目标IP进行散列，以保持客户端到特定后端的连接一致性。 LVS是一种灵活且高效的网络负载均衡工具，适用于大规模互联网服务的部署，通过合理的配置和调度算法优化，可以显著提升系统的可用性和性能。