什么是LVS負(fù)載均衡

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什么是LVS負(fù)載均衡 ？
可伸縮網(wǎng)絡(luò)服務(wù)涉及到幾種不同的結(jié)構(gòu)，它們都需要一個(gè)前端的負(fù)載調(diào)度器（或者多個(gè)進(jìn)行主從備份）。
先分析實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的主要技術(shù)，指出 <strong>IP</strong> 負(fù)載均衡技術(shù)是在負(fù)載調(diào)度器的實(shí)現(xiàn)技術(shù)中效率最高的。在已有的IP負(fù)載均衡技術(shù)中，主要有通過網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT（Network Address Translation）將一組服務(wù)器構(gòu)成一個(gè)高性能的、高可用的虛擬服務(wù)器，稱之為VS/NAT技術(shù)（Virtual Server via Network Address Translation）。在分析VS/NAT的缺點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的非對(duì)稱性的基礎(chǔ)上，提出了通過IP隧道實(shí)現(xiàn)虛擬服務(wù)器的方法VS/TUN （Virtual Server via IP Tunneling），和通過直接路由實(shí)現(xiàn)虛擬服務(wù)器的方法VS/DR（Virtual Server via Direct Routing），它們可以極大地提高系統(tǒng)的伸縮性。VS/NAT、VS/TUN和VS/DR技術(shù)是LVS集群中實(shí)現(xiàn)的三種IP負(fù)載均衡技術(shù)。
企業(yè)群及應(yīng)用概述

• 群集的含義

• Cluster，集群、群集

• 由多臺(tái)主機(jī)構(gòu)成，但對(duì)外只表現(xiàn)為一個(gè)整體

• 在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中 ，隨著站點(diǎn)對(duì)硬件性能、響應(yīng)速度、服務(wù)穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)可靠性等要求越來越高，單臺(tái)服務(wù)器力不從心

• 解決方法

• 使用價(jià)格昂貴的小型機(jī)、大型機(jī)

• 使用普通服務(wù)器構(gòu)建服務(wù)群集

• 根據(jù)群集所針對(duì)的目標(biāo)差異，可分為三個(gè)類型

• 負(fù)載均衡群集

• 高可用群集

• 高性能運(yùn)算群集

• 負(fù)載均衡群集（Load Balance Cluster）

• 以提高應(yīng)用系統(tǒng)的響應(yīng)能力。盡可能處理更多的訪問請(qǐng)求、減少延遲為目標(biāo)，獲得高并發(fā)、高負(fù)載（LB）的整體性能

• LB的負(fù)載分配依賴于主節(jié)點(diǎn)的分流算法（調(diào)度算法）

• 高可用群集（High Availability Cluster）

• 以提高應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性、盡可能的減少中斷時(shí)間為目標(biāo)，確保服務(wù)的連續(xù)性，達(dá)到高可用（HA）的容錯(cuò)效果

• HA的工作方式包括雙工和主從兩種模式

• 高性能的運(yùn)算群集（High Performance Computer Cluster）

• 以提高應(yīng)用系統(tǒng)的CPU運(yùn)算速率、擴(kuò)展硬件資源和分析能力為目標(biāo)，獲得相當(dāng)于大型、超級(jí)計(jì)算機(jī)的高性能運(yùn)算（HPC）能力

• 高性能運(yùn)算群集的高性能依賴于“分布式運(yùn)算”、“并行計(jì)算”，通過專用硬件和軟件將多個(gè)服務(wù)器的CPU、內(nèi)存等資源整合在一起，實(shí)現(xiàn)只有大型、超級(jí)計(jì)算機(jī)才具備的計(jì)算能力

備注：
HA ：高可用
雙工是兩臺(tái)平級(jí)的服務(wù)器，稱為去中心化群集；
主從是有一個(gè)主服務(wù)器帶有多個(gè)從服務(wù)器，稱為中心化群集

負(fù)載均衡群集工作模式分析

• 負(fù)載均衡群集是目前企業(yè)用的最多的群集類型

• 群集的負(fù)載調(diào)度技術(shù)有三種工作模式

1. 地址轉(zhuǎn)換（NAT）

2. IP隧道（TUN）

3. 直接路由（DR）

NAT模式

• 地址轉(zhuǎn)換（Network Address Translation）
  1.簡稱NAT模式，類似于防火墻的私有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，負(fù)載調(diào)度器作為所有服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)關(guān)，即作為客戶機(jī)的訪問入口，也是各節(jié)點(diǎn)回應(yīng)客戶機(jī)的訪問出口
  2.服務(wù)器節(jié)點(diǎn)使用私有IP地址，與負(fù)載調(diào)度器位于同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)，安全性要優(yōu)于其他兩種方式（安全性最優(yōu)）
  

TUN模式

• IP隧道（IP Tunnel）
  1.簡稱TUN模式，采用開放式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，負(fù)載調(diào)度器僅作為客戶機(jī)的訪問入口，各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過各自的Internet連接直接回應(yīng)客戶機(jī)，而不再經(jīng)過負(fù)載調(diào)度器
  2.服務(wù)器節(jié)點(diǎn)分散在互聯(lián)網(wǎng)中不同位置，具有獨(dú)立的公網(wǎng)IP地址，通過專用IP隧道與負(fù)載調(diào)度器相互通信
  

DR模式

• 直接路由（Direct Routing）
  1.簡稱DR模式，采用半開放式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，與TUN模式的結(jié)構(gòu)類似，但各節(jié)點(diǎn)并不是分散在各地，而是與調(diào)度器位于同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)
  2.負(fù)載調(diào)度器與各節(jié)點(diǎn)服務(wù)器通過本地網(wǎng)絡(luò)連接，不需要建立專用的IP隧道
  

負(fù)載均衡的結(jié)構(gòu)

• 第一層：負(fù)載調(diào)度器（Load Balancer或Director）

• 第二層：服務(wù)器池（server pool）

• 第三層：共享存儲(chǔ)（Share Storage）

負(fù)載均衡群集結(jié)構(gòu)

• 負(fù)載均衡結(jié)構(gòu)
  

關(guān)于LVS虛擬服務(wù)器

• Linux Virtual Server

  
  LVS的負(fù)載調(diào)度算法

• 針對(duì)Linux內(nèi)核的負(fù)載均衡解決方案

• 1998年5月，由我國的章文嵩博士創(chuàng)建

• 官方網(wǎng)站：http://www.linuxvirtualserver.org/

• 輪詢（Round Robin）

• 將收到的訪問請(qǐng)求按照順序輪流分配給群集的各節(jié)點(diǎn)（真實(shí)服務(wù)器），均等的對(duì)待每一臺(tái)服務(wù)器，而不管服務(wù)器實(shí)際的連接數(shù)和系統(tǒng)負(fù)載

• 加權(quán)輪詢（Weighted Round Robin）

• 根據(jù)真實(shí)服務(wù)器的處理能力輪流分配收到的訪問請(qǐng)求，調(diào)度器可以自動(dòng)查詢各節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況，并動(dòng)態(tài)調(diào)整其權(quán)重

• 保證處理能力強(qiáng)的服務(wù)器承擔(dān)更多的訪問流量

權(quán)重：分配訪問的個(gè)數(shù)，性能強(qiáng)的服務(wù)器分配的權(quán)重多

LVS的負(fù)載調(diào)度算法

• 最少連接（Least Connections）

• 根據(jù)真實(shí)服務(wù)器已建立的連接數(shù)進(jìn)行分配，將收到的訪問請(qǐng)求優(yōu)先分配給連接數(shù)量最少的節(jié)點(diǎn)

• 加權(quán)最少連接（Weighted Least Connections）

• 在服務(wù)器節(jié)點(diǎn) 的性能差異較大的情況下，可以為真實(shí)服務(wù)器自動(dòng)調(diào)整權(quán)重

• 權(quán)重較高的節(jié)點(diǎn)將承擔(dān)更大比例的活動(dòng)連接負(fù)載

到此，關(guān)于“什么是LVS負(fù)載均衡”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會(huì)繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬?shí)用的文章！