LVS负载均衡器详解：4层与7层调度比较与高可用集群技术

LVS负载均衡器总结 LVS (Linux Virtual Server) 是一个基于网络包（IP+端口）的四层负载均衡器，它通过用户空间工具ipvsadm管理和内核空间的ipvs模块实现工作。在四层负载均衡中，LVS主要依据套接字信息将用户请求分发到后端服务器，适用于那些对IP和端口敏感的服务，如HTTP、SMTP等。 Nginx作为七层负载均衡器，因其灵活性和广泛适用性而受到青睐，特别适合处理HTTP协议的负载均衡，以及邮件和IM服务。Haproxy也是七层负载均衡器，支持四层和七层调度，尤其在处理HTTP和TCP（如MySQL、SMTP）请求时表现出色。 负载均衡集群的主要目标是提升并发处理能力和提供高可用性服务。LVS作为集群的一部分，负责监控后端主服务器的健康状态，一旦检测到故障，会自动接管VIP（Virtual IP），执行存储挂载、服务启动等操作，确保VIP的不间断服务。高可用性技术如RHCS、heartbeat、pacemaker（Unix/Linux平台）、rose（Windows）和PowerHA（AIX）虽然曾被广泛应用，但现在主流的选择是Keepalived，其活跃的开发和更新使其成为许多场景的首选。 高可用性指标衡量的是系统能够持续在线的时间，通常追求99%、99.9%、99.99%甚至更高的服务可用性。HPC（High-Performance Computing）集群，如MapReduce和Hadoop，主要关注大规模并行计算任务的高效完成，同时需要实时追踪任务状态。 LVS的工作流程包括：网卡接收请求，经过PREROUTING和INPUT链，ipvs在此进行监听和匹配。若找到匹配规则，LVS将通过NAT或DR模型修改请求的地址并转发到POSTROUTING链，最后到达后端RealServer。为了支持LVS的运行，内核需要加载的关键模块有虚拟服务器模式（VS-NAT）、DR（Direct Routing）模式、TUN/TAP模式等。 使用LVS时，需要注意集群的配置、网络架构优化以及监控系统的设置，确保在高并发和高可用性需求下提供稳定的服务。随着技术的发展，Keepalived的持续优化使得在现代IT环境中，LVS依然是一个重要的负载均衡解决方案。