LB 集群是 load balance 集群的簡寫，翻譯成中文就是負載均衡集群。常用的負載均衡開源軟件有 nginx、lvs、keepalived ，商業的硬件負載設備 F5、Netscale。
LB 集群的架構如下圖，原理也很簡答，就是當用戶的請求過來時，會直接發到分發器（Director Server）上，然后它把用戶的請求根據預先設置好的算法，智能均衡地分發到后端的真正服務器（real server）上。如果不同的機器，可能用戶請求到的數據不一樣，為了避免這樣的情況發生，所以用到了共享存儲，這樣保證所有用戶請求的數據是一樣的。
LVS 是一個實現負載均衡集群的開源軟件項目，LVS 架構從邏輯上可分為調度層(Director)、server 集群層(Real server)和共享存儲。LVS 從實現上分為下面三種模式。
LVS的基本工作過程
（1）NAT（調度器將請求的目標 ip 即 vip 地址改為 Real server 的 ip, 返回的數據包也經過調度器，調度器再把源地址修改為 vip）。
NAT模式-網絡地址轉換
Virtualserver via Network address translation(VS/NAT)
這個是通過網絡地址轉換的方法來實現調度的。首先調度器(LB)接收到客戶的請求數據包時（請求的目的IP為VIP），根據調度算法決定將請求發送給哪個后端的真實服務器（RS）。然后調度就把客戶端發送的請求數據包的目標IP地址及端口改成后端真實服務器的IP地址（RIP）,這樣真實服務器（RS）就能夠接收到客戶的請求數據包了。真實服務器響應完請求后，查看默認路由（NAT模式下我們需要把RS的默認路由設置為LB服務器。）把響應后的數據包發送給LB,LB再接收到響應包后，把包的源地址改成虛擬地址（VIP）然后發送回給客戶端。
原理圖簡述：
1)客戶端請求數據，目標IP為VIP
2)請求數據到達LB服務器，LB根據調度算法將目的地址修改為RIP地址及對應端口（此RIP地址是根據調度算法得出的。）並在連接HASH表中記錄下這個連接。
3)數據包從LB服務器到達RS服務器webserver，然后webserver進行響應。Webserver的網關必須是LB，然后將數據返回給LB服務器。
4)收到RS的返回后的數據，根據連接HASH表修改源地址VIP&目標地址CIP，及對應端口80.然后數據就從LB出發到達客戶端。
5)客戶端收到的就只能看到VIP\DIP信息。
NAT模式優缺點：
1、NAT技術將請求的報文和響應的報文都需要通過LB進行地址改寫，因此網站訪問量比較大的時候LB負載均衡調度器有比較大的瓶頸，一般要求最多之能10-20台節點
2、只需要在LB上配置一個公網IP地址就可以了。
3、每台內部的節點服務器的網關地址必須是調度器LB的內網地址。
4、NAT模式支持對IP地址和端口進行轉換。即用戶請求的端口和真實服務器的端口可以不一致。
（2）TUN （調度器將請求來的數據包封裝加密通過 ip 隧道轉發到后端的 real server 上，而 real server 會直接把數據返回給客戶端，而不再經過調度器）。
TUN模式
virtual server via ip tunneling模式:采用NAT模式時，由於請求和響應的報文必須通過調度器地址重寫，當客戶請求越來越多時，調度器處理能力將成為瓶頸。為了解決這個問題，調度器把請求的報文通過IP隧道轉發到真實的服務器。真實的服務器將響應處理后的數據直接返回給客戶端。這樣調度器就只處理請求入站報文，由於一般網絡服務應答數據比請求報文大很多，采用VS/TUN模式后，集群系統的最大吞吐量可以提高10倍。
VS/TUN的工作流程圖如下所示，它和NAT模式不同的是，它在LB和RS之間的傳輸不用改寫IP地址。而是把客戶請求包封裝在一個IP tunnel里面，然后發送給RS節點服務器，節點服務器接收到之后解開IP tunnel后，進行響應處理。並且直接把包通過自己的外網地址發送給客戶不用經過LB服務器。
Tunnel原理流程圖:
原理圖過程簡述：
1）客戶請求數據包，目標地址VIP發送到LB上。
2）LB接收到客戶請求包，進行IP Tunnel封裝。即在原有的包頭加上IP Tunnel的包頭。然后發送出去。
3）RS節點服務器根據IP Tunnel包頭信息（此時就又一種邏輯上的隱形隧道，只有LB和RS之間懂）收到請求包，然后解開IP Tunnel包頭信息，得到客戶的請求包並進行響應處理。
4）響應處理完畢之后，RS服務器使用自己的出公網的線路，將這個響應數據包發送給客戶端。源IP地址還是VIP地址。
（3）DR（調度器將請求來的數據包的目標 mac 地址改為 real server 的 mac 地址，返回的時候也不經過調度器，直接返回給客戶端）。
DR模式（直接路由模式）
Virtual server via direct routing (vs/dr)
DR模式是通過改寫請求報文的目標MAC地址，將請求發給真實服務器的，而真實服務器響應后的處理結果直接返回給客戶端用戶。同TUN模式一樣，DR模式可以極大的提高集群系統的伸縮性。而且DR模式沒有IP隧道的開銷，對集群中的真實服務器也沒有必要必須支持IP隧道協議的要求。但是要求調度器LB與真實服務器RS都有一塊網卡連接到同一物理網段上，必須在同一個局域網環境。
DR模式是互聯網使用比較多的一種模式。
DR模式原理圖：
DR模式原理過程簡述：
VS/DR模式的工作流程圖如上圖所示，它的連接調度和管理與NAT和TUN中的一樣，它的報文轉發方法和前兩種不同。DR模式將報文直接路由給目標真實服務器。在DR模式中，調度器根據各個真實服務器的負載情況，連接數多少等，動態地選擇一台服務器，不修改目標IP地址和目標端口，也不封裝IP報文，而是將請求報文的數據幀的目標MAC地址改為真實服務器的MAC地址。然后再將修改的數據幀在服務器組的局域網上發送。因為數據幀的MAC地址是真實服務器的MAC地址，並且又在同一個局域網。那么根據局域網的通訊原理，真實復位是一定能夠收到由LB發出的數據包。真實服務器接收到請求數據包的時候，解開IP包頭查看到的目標IP是VIP。（此時只有自己的IP符合目標IP才會接收進來，所以我們需要在本地的回環借口上面配置VIP。另：由於網絡接口都會進行ARP廣播響應，但集群的其他機器都有這個VIP的lo接口，都響應就會沖突。所以我們需要把真實服務器的lo接口的ARP響應關閉掉。）然后真實服務器做成請求響應，之后根據自己的路由信息將這個響應數據包發送回給客戶，並且源IP地址還是VIP。
DR模式小結：
1、通過在調度器LB上修改數據包的目的MAC地址實現轉發。注意源地址仍然是CIP，目的地址仍然是VIP地址。
2、請求的報文經過調度器，而RS響應處理后的報文無需經過調度器LB，因此並發訪問量大時使用效率很高（和NAT模式比）
3、因為DR模式是通過MAC地址改寫機制實現轉發，因此所有RS節點和調度器LB只能在一個局域網里面
4、RS主機需要綁定VIP地址在LO接口上，並且需要配置ARP抑制。
5、RS節點的默認網關不需要配置成LB，而是直接配置為上級路由的網關，能讓RS直接出網就可以。
6、由於DR模式的調度器僅做MAC地址的改寫，所以調度器LB就不能改寫目標端口，那么RS服務器就得使用和VIP相同的端口提供服務。
官方三種負載均衡技術比較總結表：
出現的幾個 IP 概念，需要解釋一下，其中 DIP(driector ip)為分發器的 IP，NAT 模式下它必須為公網 IP，要對外服務。VIP(virtual ip)為虛擬 IP，用在 TUN 和 DR 模式中，需要同時配置在分發器和后端真實服務器上。RIP(Real IP)為后端真實服務器的 IP，在 TUN 和DR 模式中，RIP 為公網 IP。
參考資料 http://www.it165.net/admin/html/201401/2248.html
LVS調度算法
要想把用戶的請求調度給后端的 RS，是需要經過調度算法來實現的，那么關於 LVS 的調度算法，都有哪些？
（1）輪叫調度(Round Robin)(簡稱 rr)，這種算法是最簡單的，不管后端 RS 配置和處理能力，非常均衡地分發下去。
（2）加權輪叫(Weighted Round Robin)(簡稱 wrr)，比上面的算法多了一個權重的概念，可以給 RS 設置權重，權重越高，那么分發的請求數越多，權重取值范圍 0-100。
（3）最少鏈接(least connection)(LC)，這個算法會根據后端 RS 的連接數來決定把請求分發給誰，比如 RS1 連接數比 RS2 連接數少，那么請求就優先發給 RS1。
（4）加權最少鏈接(Weighted Least Connections)(WLC) ，比第三個算法多了一個權重的概念。
最好參考此文章：http://www.linuxvirtualserver.org/zh/lvs4.html