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一步步教你lvs之教程—lvs之基础原理和介绍

slb aide_941 6℃

lvs 三种模式, 十种算法:
1.DR模式下,lvs接收请求输入,将请求转发给RS,由RS输出响应给用户,性能非常高.
缺点:不足之处是要求负载均衡器与RS在一个物理段上。
2.NAT模式,(性能不够高,返回经过DR机器,不建议)
缺点:NAT模式请求和响应都需要经过lvs,性能没有DR模式好。
3.TUN模式将报文一层一层封装转发
缺点:需要所有的服务器(lvs、RS)都支持”IP Tunneling”(IP Encapsulation)协议

三种模式按照性能对比:
NET最差
TUN最好
DR一般
在企业中一般选择一般的,最好的TUN模式价格昂贵

十种算法:
三、LVS负载均衡调度算法
1.轮询调度
轮询调度(Round Robin 简称’RR’)算法就是按依次循环的方式将请求调度到不同的服务器上,该算法最大的特点就是实现简单。轮询算法假设所有的服务器处理请求的能力都一样的,调度器会将所有的请求平均分配给每个真实服务器。
2.加权轮询调度
加权轮询(Weight Round Robin 简称’WRR’)算法主要是对轮询算法的一种优化与补充,LVS会考虑每台服务器的性能,并给每台服务器添加一个权值,如果服务器A的权值为1,服务器B的权值为2,则调度器调度到服务器B的请求会是服务器A的两倍。权值越高的服务器,处理的请求越多。
3.最小连接调度
最小连接调度(Least Connections 简称’LC’)算法是把新的连接请求分配到当前连接数最小的服务器。最小连接调度是一种动态的调度算法,它通过服务器当前活跃的连接数来估计服务器的情况。调度器需要记录各个服务器已建立连接的数目,当一个请求被调度到某台服务器,其连接数加1;当连接中断或者超时,其连接数减1。
(集群系统的真实服务器具有相近的系统性能,采用最小连接调度算法可以比较好地均衡负载。)
4.加权最小连接调度
加权最少连接(Weight Least Connections 简称’WLC’)算法是最小连接调度的超集,各个服务器相应的权值表示其处理性能。服务器的缺省权值为1,系统管理员可以动态地设置服务器的权值。加权最小连接调度在调度新连接时尽可能使服务器的已建立连接数和其权值成比例。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况,并动态地调整其权值。
5.基于局部的最少连接
基于局部的最少连接调度(Locality-Based Least Connections 简称’LBLC’)算法是针对请求报文的目标IP地址的 负载均衡调度,目前主要用于Cache集群系统,因为在Cache集群客户请求报文的目标IP地址是变化的。这里假设任何后端服务器都可以处理任一请求,算法的设计目标是在服务器的负载基本平衡情况下,将相同目标IP地址的请求调度到同一台服务器,来提高各台服务器的访问局部性和Cache命中率,从而提升整个集群系统的处理能力。LBLC调度算法先根据请求的目标IP地址找出该目标IP地址最近使用的服务器,若该服务器是可用的且没有超载,将请求发送到该服务器;若服务器不存在,或者该服务器超载且有服务器处于一半的工作负载,则使用’最少连接’的原则选出一个可用的服务器,将请求发送到服务器。
6.带复制的基于局部性的最少连接
带复制的基于局部性的最少连接(Locality-Based Least Connections with Replication 简称’LBLCR’)算法也是针对目标IP地址的负载均衡,目前主要用于Cache集群系统,它与LBLC算法不同之处是它要维护从一个目标IP地址到一组服务器的映射,而LBLC算法维护从一个目标IP地址到一台服务器的映射。按’最小连接’原则从该服务器组中选出一一台服务器,若服务器没有超载,将请求发送到该服务器;若服务器超载,则按’最小连接’原则从整个集群中选出一台服务器,将该服务器加入到这个服务器组中,将请求发送到该服务器。同时,当该服务器组有一段时间没有被修改,将最忙的服务器从服务器组中删除,以降低复制的程度。
7.目标地址散列调度
目标地址散列调度(Destination Hashing 简称’DH’)算法先根据请求的目标IP地址,作为散列键(Hash Key)从静态分配的散列表找出对应的服务器,若该服务器是可用的且并未超载,将请求发送到该服务器,否则返回空。
8.源地址散列调度U
源地址散列调度(Source Hashing 简称’SH’)算法先根据请求的源IP地址,作为散列键(Hash Key)从静态分配的散列表找出对应的服务器,若该服务器是可用的且并未超载,将请求发送到该服务器,否则返回空。它采用的散列函数与目标地址散列调度算法的相同,它的算法流程与目标地址散列调度算法的基本相似。
9.最短的期望的延迟
最短的期望的延迟调度(Shortest Expected Delay 简称’SED’)算法基于WLC算法。举个例子吧,ABC三台服务器的权重分别为1、2、3 。那么如果使用WLC算法的话一个新请求进入时它可能会分给ABC中的任意一个。使用SED算法后会进行一个运算
A:(1+1)/1=2 B:(1+2)/2=3/2 C:(1+3)/3=4/3 就把请求交给得出运算结果最小的服务器。
10.最少队列调度
最少队列调度(Never Queue 简称’NQ’)算法,无需队列。如果有realserver的连接数等于0就直接分配过去,不需要在进行SED运算。

三种工作模式比较
工作模式 VS/NAT VS/TUN VS/DR
Real server(节点服务器) Config dr gw Tunneling Non-arp device/tie vip
Server Network Private LAN/WAN LAN
Server number(节点数量) Low 10-20 High 100 High 100
Real server gateway Load balance Own router Own router
优点 地址和端口转换 Wan环境加密数据 性能最高
缺点 效率低 需要隧道支持 不能跨域LAN

LVS调度算法
在内核中的连接调度算法上,IPVS已实现了以下八种调度算法:

轮叫调度(Round-Robin Scheduling)
加权轮叫调度(Weighted Round-Robin Scheduling)
最小连接调度(Least-Connection Scheduling)
加权最小连接调度(Weighted Least-Connection Scheduling)
基于局部性的最少链接(Locality-Based Least Connections Scheduling)
带复制的基于局部性最少链接(Locality-Based Least Connections with Replication Scheduling)
目标地址散列调度(Destination Hashing Scheduling)
源地址散列调度(Source Hashing Scheduling)

固定调度算法:rr,wrr,dh,sh
动态调度算法:wlc,lc,lblc,lblcr

一般应用场景 常用调度算法
一般的网络服务,如 http,mail,mysql 基本轮训、加权最小连接、加权轮训
防火墙集群 源地址散列调度SH和目标地址散列调度DH
web cache和DB cache 局部最小、带复制的局部最小

ipvsadm命令参考
Submitted by wensong on 周四, 2006-02-16 11:05
对ipvsadm 的命令参考,并根据自己使用的经验,进行了一个简单的翻译,希望
对ipvsadm 的使用者有一定的帮助。
为了更好的让大家理解这份命令手册,将手册里面用到的几个术语先简单的介绍
一下:
1,virtual-service-address:是指虚拟服务器的ip 地址
2,real-service-address:是指真实服务器的ip 地址
3,scheduler:调度方法
(lna@networksbase.com 翻译 ipvsadm v1.21 2004 年4 月)
ipvsadm 的用法和格式如下:
ipvsadm -A|E -t|u|f virutal-service-address:port [-s scheduler] [-p
[timeout]] [-M netmask]
ipvsadm -D -t|u|f virtual-service-address
ipvsadm -C
ipvsadm -R
ipvsadm -S [-n]
ipvsadm -a|e -t|u|f service-address:port -r real-server-address:port
[-g|i|m] [-w weight]
ipvsadm -d -t|u|f service-address -r server-address
ipvsadm -L|l [options]
ipvsadm -Z [-t|u|f service-address]
ipvsadm –set tcp tcpfin udp
ipvsadm –start-daemon state [–mcast-interface interface]
ipvsadm –stop-daemon
ipvsadm -h
命令选项解释:
有两种命令选项格式,长的和短的,具有相同的意思。在实际使用时,两种都可
以。
-A –add-service 在内核的虚拟服务器表中添加一条新的虚拟服务器记录。也
就是增加一台新的虚拟服务器。
-E –edit-service 编辑内核虚拟服务器表中的一条虚拟服务器记录。
-D –delete-service 删除内核虚拟服务器表中的一条虚拟服务器记录。
-C –clear 清除内核虚拟服务器表中的所有记录。
-R –restore 恢复虚拟服务器规则
-S –save 保存虚拟服务器规则,输出为-R 选项可读的格式
-a –add-server 在内核虚拟服务器表的一条记录里添加一条新的真实服务器
记录。也就是在一个虚拟服务器中增加一台新的真实服务器
-e –edit-server 编辑一条虚拟服务器记录中的某条真实服务器记录
-d –delete-server 删除一条虚拟服务器记录中的某条真实服务器记录
-L|-l –list 显示内核虚拟服务器表
-Z –zero 虚拟服务表计数器清零(清空当前的连接数量等)
–set tcp tcpfin udp 设置连接超时值
–start-daemon 启动同步守护进程。他后面可以是master 或backup,用来说
明LVS Router 是master 或是backup。在这个功能上也可以采用keepalived 的
VRRP 功能。
–stop-daemon 停止同步守护进程
-h –help 显示帮助信息
其他的选项:
-t –tcp-service service-address 说明虚拟服务器提供的是tcp 的服务
[vip:port] or [real-server-ip:port]
-u –udp-service service-address 说明虚拟服务器提供的是udp 的服务
[vip:port] or [real-server-ip:port]
-f –fwmark-service fwmark 说明是经过iptables 标记过的服务类型。
-s –scheduler scheduler 使用的调度算法,有这样几个选项
rr|wrr|lc|wlc|lblc|lblcr|dh|sh|sed|nq,
默认的调度算法是: wlc.
-p –persistent [timeout] 持久稳固的服务。这个选项的意思是来自同一个客
户的多次请求,将被同一台真实的服务器处理。timeout 的默认值为300 秒。
-M –netmask netmask persistent granularity mask
-r –real-server server-address 真实的服务器[Real-Server:port]
-g –gatewaying 指定LVS 的工作模式为直接路由模式(也是LVS 默认的模式)
-i –ipip 指定LVS 的工作模式为隧道模式
-m –masquerading 指定LVS 的工作模式为NAT 模式
-w –weight weight 真实服务器的权值
–mcast-interface interface 指定组播的同步接口
-c –connection 显示LVS 目前的连接 如:ipvsadm -L -c
–timeout 显示tcp tcpfin udp 的timeout 值 如:ipvsadm -L –timeout
–daemon 显示同步守护进程状态
–stats 显示统计信息
–rate 显示速率信息
–sort 对虚拟服务器和真实服务器排序输出
–numeric -n 输出IP 地址和端口的数字形式

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