负载均衡集群介绍

负载均衡集群介绍

• 主流开源软件LVS、keepalived、haproxy、nginx等

• 其中LVS属于4层（网络OSI 7层模型），nginx属于7层，haproxy既可以认为是4层，也可以当做7层使用

• keepalived的负载均衡功能其实就是lvs

• lvs这种4层的负载均衡是可以分发除80外的其他端口通信的，比如MySQL的，而nginx仅仅支持http，https，mail，haproxy也支持MySQL这种

• 相比较来说，LVS这种4层的更稳定，能承受更多的请求，而nginx这种7层的更加灵活，能实现更多的个性化需求

LVS介绍

• LVS是由国人章文嵩开发

• 流行度不亚于apache的httpd，基于TCP/IP做的路由和转发，稳定性和效率很高

• LVS最新版本基于Linux内核2.6，有好多年不更新了

• LVS有三种常见的模式：NAT、DR、IP Tunnel

• LVS架构中有一个核心角色叫做分发器（Load balance），它用来分发用户的请求，还有诸多处理用户请求的服务器（Real Server，简称rs）

LVS NAT模式

• 这种模式借助iptables的nat表来实现

• 用户的请求到分发器后，通过预设的iptables规则，把请求的数据包转发到后端的rs上去

• rs需要设定网关为分发器的内网ip

• 用户请求的数据包和返回给用户的数据包全部经过分发器，所以分发器成为瓶颈

• 在nat模式中，只需要分发器有公网ip即可，所以比较节省公网ip资源

LVS IP Tunnel模式

• 这种模式，需要有一个公共的IP配置在分发器和所有rs上，我们把它叫做vip

• 客户端请求的目标IP为vip，分发器接收到请求数据包后，会对数据包做一个加工，会把目标IP改为rs的IP，这样数据包就到了rs上

• rs接收数据包后，会还原原始数据包，这样目标IP为vip，因为所有rs上配置了这个vip，所以它会认为是它自己

LVS DR模式

• 这种模式，也需要有一个公共的IP配置在分发器和所有rs上，也就是vip

• 和IP Tunnel不同的是，它会把数据包的MAC地址修改为rs的MAC地址

• rs接收数据包后，会还原原始数据包，这样目标IP为vip，因为所有rs上配置了这个vip，所以它会认为是它自己

LVS调度算法

• 轮询 Round-Robin  rr

• 加权轮询 Weight Round-Robin wrr

• 最小连接 Least-Connection lc

• 加权最小连接 Weight Least-Connection wlc

• 基于局部性的最小连接 Locality-Based Least Connections lblc

• 带复制的基于局部性最小连接 Locality-Based Least Connections with Replication  lblcr

• 目标地址散列调度 Destination Hashing dh

• 源地址散列调度 Source Hashing  sh

（1）轮叫调度(Round Robin)(简称 rr)，这种算法是最简单的，不管后端 RS 配置和处理能力，非常均衡地分发下去。

（2）加权轮叫(Weighted Round Robin)(简称 wrr)，比上面的算法多了一个权重的概念，可以给 RS 设置权重，权重越高，那么分发的请求数越多，权重取值范围 0-100。

（3）最少链接(least connection)(LC)，这个算法会根据后端 RS 的连接数来决定把请求分发给谁，比如 RS1 连接数比 RS2 连接数少，那么请求就优先发给 RS1。

（4）加权最少链接(Weighted Least Connections)(WLC) ，比第三个算法多了一个权重的概念。