负载均衡集群LVS，基础篇详解，你了解多少？

负载均衡集群LVS基础篇

目录

1、[引言](#引言)

2、[什么是负载均衡](#什么是负载均衡)

3、[LVS简介](#LVS简介)

4、[LVS的体系结构](#LVS的体系结构)

5、[LVS的工作模式](#LVS的工作模式)

[NAT模式](#NAT模式)

[TUN模式](#TUN模式)

[DR模式](#DR模式)

6、[LVS的调度算法](#LVS的调度算法)

7、[LVS的安装与配置](#LVS的安装与配置)

8、[LVS的优缺点](#LVS的优缺点)

9、[(#

在当今互联网高速发展的背景下，高可用性和高性能的网络服务成为了众多企业和网站的追求目标，为了应对日益增长的访问量和复杂的网络环境，负载均衡技术应运而生，Linux Virtual Server（LVS）作为一种高效、稳定的负载均衡解决方案，得到了广泛的应用，本文将详细介绍LVS的基础概念、体系结构、工作模式以及实际应用中的安装配置方法，旨在为读者提供全面的LVS知识。

什么是负载均衡

负载均衡是一种通过将传入的网络流量分散到多台服务器上，以提高系统整体性能和可靠性的技术，它不仅可以优化资源的使用率，还能确保在单点故障发生时，其他服务器能够接管任务，保持服务的连续性。

LVS简介

LVS，全称Linux Virtual Server，是由章文嵩博士发起的一个开源项目，旨在通过IPVS（IP Virtual Server）技术实现高性能的负载均衡，LVS不仅具备高可扩展性，而且配置简单，稳定性强，已被许多大型网站和企业采用。

LVS的体系结构

最前端的负载均衡层

负载均衡层主要负责接收客户端请求，并根据设定的调度算法将请求分发到不同的真实服务器，这一层的服务器被称为Director Server或Load Balancer。

中间的服务器集群层

服务器集群层由一组真实的服务器组成，这些服务器执行实际的业务逻辑，如Web服务、数据库查询等，每台服务器都可以独立处理请求，并返回结果。

最底端的数据共享存储层

数据共享存储层用于存储所有真实服务器共享的数据，以确保数据的一致性和持久性，通常使用分布式文件系统或数据库来实现。

LVS的工作模式

NAT模式

在NAT模式下，所有的客户端请求都经过负载均衡器进行网络地址转换，然后将请求转发给后端的真实服务器，真实服务器的响应也会经过负载均衡器再返回给客户端，此模式适用于需要修改目标端口的场景。

TUN模式

TUN模式通过IP隧道技术，将请求从负载均衡器转发给后端的真实服务器，此模式适合跨网络的集群，但会增加负载均衡器的负担。

DR模式

DR模式中，负载均衡器仅修改请求的目的MAC地址，将请求直接转发给后端的真实服务器，真实服务器的响应直接返回给客户端，不再经过负载均衡器，此模式适用于大型集群，对性能要求较高的场景。

LVS的调度算法

LVS支持多种调度算法，包括：

轮询（RR）: 依次将请求分配给每个真实服务器。

加权轮询（WRR）: 根据服务器的权重分配请求。

最小连接数（LC）: 将请求分配给当前连接数最少的服务器。

加权最小连接数（WLC）: 结合服务器的权重和当前连接数进行调度。

LVS的安装与配置

安装步骤

1、安装EPEL/CentOS基础软件包：确保系统是最新的。

2、安装ipvsadm工具：用于配置和管理LVS。

3、配置LVS：通过ipvsadm命令添加、删除和查看虚拟服务器和真实服务器。

配置实例

添加一块网卡，设置为仅主机模式
开启路由转发功能：net.ipv4.ip_forward = 1
安装ipvsadm软件：yum install ipvsadm
添加虚拟服务器：ipvsadm -A -t 12.0.0.1:80 -s rr
添加服务端服务器: ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.1.1:80 -g

LVS的优缺点

优点

高性能: 工作在传输层，效率高。

高可扩展性: 支持动态增减真实服务器。

高可用性: 提供热备和故障切换功能。

易用性: 配置简单，维护方便。

缺点

单点故障: 虽然有热备机制，但配置和管理较为复杂。

依赖Linux内核: 需要操作系统的支持，无法跨平台使用。

LVS作为一种高效的负载均衡解决方案，已经在大量实际环境中得到了验证，其高性能、高可扩展性和高可用性使得它在面对大规模、高并发的网络访问时表现出色，随着技术的不断发展，LVS也需要不断更新和完善，以适应新的挑战和需求，希望本文能为读者提供一个清晰的LVS入门指南，帮助大家更好地理解和应用这一技术。

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