LVS负载均衡:NAT与DR模式详解及运维要点
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更新于2024-09-11
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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。
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