LVS 负载均衡概念篇

一、简单介绍

LVS是Linux Virtual Server的简写，是Linux服务器上的一种高扩展和高可用集群方案。由章文嵩博士主导开发，目前已被集成到Linux内核模块中，在内核级别实现了四层（传输层）的负载均衡调度。 

原理：互联网用户访问网站，请求解析到LVS上，LVS调度器根据预设算法将请求分配给后端服务器，最后，后端服务器以不同方式返回数据给用户

二、LVS 工作模式

根据后端服务器返回数据的方式可以分三种工作模式：

模式                                        命令选项
1、DR (direct routing) 默认模式，效率最高    -g --gatewaying
2、TUN (tunneling) 隧道模式                 -i --ipip
3、NAT模式 地址伪装                         -m --masquerading 

三、负载均衡调度算法

 1、rr (Round Robin)                轮询
2、wrr (Weighted Round Robin)      加权轮询
3、lc (Least-Connection)           最少连接
4、wlc (Weighted Least-Connection) 加权最少连接 (默认算法)
5、lblc (Locality-Based Least-Connection)   基于局部的最少连接 根据请求IP分配相同RS, 如果负载重就分配连接最少RS, 维护从一个 目标IP地址到一组服务器的映射
6、lblcr (Locality-Based Least-Connection with Replication) 带复制的基于局部性最少链接, 维护从一个目标IP地址到一台服务器的映射
7、dh (Destination Hashing)       目标地址散列
8、sh (Source Hashing)            源地址散列
9、sed (Shortest Expected Delay)  最短的期望延迟 （Clients + 1)/weight
10、nq (Never Queue)              最少队列 直接分配给连接数为0的RS 

四、安装ipvsadm

ipvsadm 是创建和维护内核LVS表的工具 

1、查看内核是否集成ipvs模块 

modprobe -l |grep ipvs
kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs.ko
kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs_rr.ko
kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs_wrr.ko
kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs_lc.ko
kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs_wlc.ko
kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs_lblc.ko
kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs_lblcr.ko
kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs_dh.ko
kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs_sh.ko
kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs_sed.ko
kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs_nq.ko
kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs_ftp.ko
kernel/net/netfilter/ipvs/ip_vs_pe_sip.ko

2、开启内核路由转发
sed -i ‘/net.ipv4.ip_forward/s/0/1/‘ /etc/sysctl.conf   # 永久开启
sysctl -p     # 重新加载
echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward  # 临时开启
3、安装方式任选一种
A、yum安装
yum install ipvsadm
B、编译安装
yum -y install popt popt-devel libnl libnl-devel popt-static # 安装依赖包
wget http://www.linuxvirtualserver.org/software/kernel-2.6/ipvsadm-1.26.tar.gz  # 下载ipvsadm
tar -zxf ipvsadm-1.26.tar.gz
cd ipvsadm-1.26
make && make install             # 编译 && 安装
chkconfig --add ipvsadm
chkconfig ipvsadm on
service ipvsadm start            # 启动 ipvsadm
五、命令选项
ipvsadm -A -t 192.168.18.10:80 -s rr  # 将192.168.18.10设为对外虚拟服务器，使用tcp:80端口，负载均衡使用Round Robin（轮询）算法
ipvsadm -a -t 192.168.18.10:80 -r 172.17.0.2:80 -m  # 将后端real server 172.17.0.2的tpc:80端口对应到虚拟服务器，使用NAT模式(masquerading)
ipvsadm -a -t 192.168.18.10:80 -r 172.17.0.3:80 -m
ipvsadm -A -t 192.168.18.10:3306 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.18.10:3306 -r 172.17.0.2:3306 -m
ipvsadm -a -t 192.168.18.10:3306 -r 192.168.18.11:3306 -g
ipvsadm -d -t 192.168.18.10:3306 -r 192.168.18.11:3306     # 删除后端服务器(RS)
ipvsadm -E -t 192.168.18.10:3306 -s wrr     # -E修改虚拟服务器，调度算法为加权轮询
ipvsadm -e -t 192.168.18.10:3306 -r 172.17.0.2:3306 -w 2 -m   # 修改RS的权重为2
ipvsadm -e -t 192.168.18.10:3306 -r 192.168.18.11 -w 12 -g    # 修改RS的权重为12
ipvsadm -ln    # -n 以数字显示详细信息
ipvsadm -lnc   # -c 显示当前连接
ipvsadm -D -t 192.168.18.10:3306 # 删除虚拟服务器(关联的RS规则也被删除)
ipvsadm -S > ~/ipvsadm_bak # 备份表规则
ipvsadm -R < ~/ipvsadm_bak # 还原表规则
更多参考：
http://www.linuxvirtualserver.org/
http://www.austintek.com/LVS/LVS-HOWTO/HOWTO/
http://zh.linuxvirtualserver.org/node/34
http://keepalived.org/pdf/sery-lvs-cluster.pdf
http://kb.linuxvirtualserver.org/wiki/Compiling_ipvsadm_on_different_Linux_distributions