LVS負載均衡的三種模式和八種算法總結

三種LVS負載均衡模式

調度器的實現技術中,IP負載均衡技術是效率最高的,IP虛擬服務器軟件(IPVS)是在linux內核中實現的｡

LVS負載均衡模式---1.NAT模式

NAT用法本來是因為網絡IP地址不足而把內部保留IP地址通過映射轉換成公網地址的一種上網方式(原地址NAT)｡如果把NAT的過程稍微變化,就可以成為負載均衡的一種方式｡原理其實就是把從客戶端發來的IP包的IP頭目的地址在DR上換成其中一台REALSERVER的IP地址並發至此REALSERVER,而REALSERVER則在處理完成后把數據經過DR主機發回給客戶端,DR在這個時候再把數據包的原IP地址改為DR接口上的IP地址即可｡期間,無論是進來的流量,還是出去的流量,都必須經過DR｡

LVS負載均衡模式---2.IP隧道模式

隧道模式則類似於VPN的方式,使用網絡分層的原理,在從客戶端發來的數據包的基礎上,封裝一個新的IP頭標記(不完整的IP頭,只有目的IP部)發給REALSERVER,REALSERVER收到后,先把DR發過來的數據包的頭給解開,還原其數據包原樣,處理后,直接返回給客戶端,而不需要再經過DR｡需要注意的是,由於REALSERVER需要對DR發過來的數據包進行還原,也就是說必須支持IPTUNNEL協議｡所以,在REALSERVER的內核中,必須編譯支持IPTUNNEL這個選項｡IPTUNNEL也在Net working options里面｡

LVS負載均衡模式---3.直接路由模式

直接路由模式比較特別,很難說和什么方面相似,前2種模式基本上都是工作在網絡層上(三層),而直接路由模式則應該是工作在數據鏈路層上(二層)｡其原理為,DR和REALSERVER都使用同一個IP對外服務｡但只有DR對ARP請求進行響應,所有REALSERVER對本身這個IP的ARP請求保持靜默｡也就是說,網關會把對這個服務IP的請求全部定向給DR,而DR收到數據包后根據調度算法,找出對應的REALSERVER,把目的MAC地址改為REALSERVER的MAC並發給這台REALSERVER｡這時REALSERVER收到這個數據包,則等於直接從客戶端收到這個數據包無異,處理后直接返回給客戶端｡由於DR要對二層包頭進行改換,所以DR和REALSERVER之間必須在一個廣播域,也可以簡單的理解為在同一台交換機上｡

LVS負載均衡的八種調度算法

LVS已實現了以下八種調度算法:

LVS負載均衡算法---1.輪叫調度(Round-RobinScheduling)

調度器通過"輪叫"調度算法將外部請求按順序輪流分配到集群中的真實服務器上,它均等地對待每一台服務器,而不管服務器上實際的連接數和系統負載｡

LVS負載均衡算法---2.加權輪叫調度(WeightedRound-RobinScheduling)

調度器通過"加權輪叫"調度算法根據真實服務器的不同處理能力來調度訪問請求｡這樣可以保證處理能力強的服務器處理更多的訪問流量｡調度器可以自動問詢真實服務器的負載情況,並動態地調整其權值｡

LVS負載均衡算法---3.最小連接調度(Least-ConnectionScheduling)

調度器通過"最少連接"調度算法動態地將網絡請求調度到已建立的鏈接數最少的服務器上｡如果集群系統的真實服務器具有相近的系統性能,采用"最小連接"調度算法可以較好地均衡負載｡

LVS負載均衡算法---4.加權最小連接調度(WeightedLeast-ConnectionScheduling)

在集群系統中的服務器性能差異較大的情況下,調度器采用"加權最少鏈接"調度算法優化負載均衡性能,具有較高權值的服務器將承受較大比例的活動連接負載｡調度器可以自動問詢真實服務器的負載情況,並動態地調整其權值

LVS負載均衡算法---5.基於局部性的最少鏈接(Locality-BasedLeastConnectionsScheduling)

基於局部性的最少鏈接"調度算法是針對目標IP地址的負載均衡,目前主要用於Cache集群系統｡該算法根據請求的目標IP地址找出該目標IP地址最近使用的服務器,若該服務器是可用的且沒有超載,將請求發送到該服務器;若服務器不存在,或者該服務器超載且有服務器處於一半的工作負載,則用"最少鏈接"的原則選出一個可用的服務器,將請求發送到該服務器｡

LVS負載均衡算法---6.帶復制的基於局部性最少鏈接(Locality-BasedLeastConnectionswithReplicationScheduling)

帶復制的基於局部性最少鏈接"調度算法也是針對目標IP地址的負載均衡,目前主要用於Cache集群系統｡它與LBLC算法的不同之處是它要維護從一個目標IP地址到一組服務器的映射,而LBLC算法維護從一個目標IP地址到一台服務器的映射｡該算法根據請求的目標IP地址找出該目標IP地址對應的服務器組,按"最小連接"原則從服務器組中選出一台服務器,若服務器沒有超載,將請求發送到該服務器,若服務器超載;則按"最小連接"原則從這個集群中選出一台服務器,將該服務器加入到服務器組中,將請求發送到該服務器｡同時,當該服務器組有一段時間沒有被修改,將最忙的服務器從服務器組中刪除,以降低復制的程度

LVS負載均衡算法---7.目標地址散列調度(DestinationHashingScheduling)

目標地址散列"調度算法根據請求的目標IP地址,作為散列鍵(HashKey)從靜態分配的散列表找出對應的服務器,若該服務器是可用的且未超載,將請求發送到該服務器,否則返回空

LVS負載均衡算法---8.源地址散列調度(SourceHashingScheduling)

源地址散列"調度算法根據請求的源IP地址,作為散列鍵(HashKey)從靜態分配的散列表找出對應的服務器,若該服務器是可用的且未超載,將請求發送到該服務器,否則返回空｡