LVS负载均衡群集的基本含义及相关延伸介绍

下文给大家带来LVS负载均衡群集的基本含义及相关延伸介绍，希望能够给大家在实际运用中带来一定的帮助，负载均衡涉及的东西比较多，理论也不多，网上有很多书籍，今天我们就用编程笔记在行业内累计的经验来做一个解答。

什么是LVS负载均衡 ？
可伸缩网络服务涉及到几种不同的结构，它们都需要一个前端的负载调度器（或者多个进行主从备份）。
先分析实现虚拟网络服务的主要技术，指出 IP 负载均衡技术是在负载调度器的实现技术中效率最高的。在已有的IP负载均衡技术中，主要有通过网络地址转换NAT（Network Address Translation）将一组云服务器构成一个高性能的、高可用的虚拟服务器，称之为VS/NAT技术（Virtual Server via Network Address Translation）。在分析VS/NAT的缺点和网络服务的非对称性的基础上，提出了通过IP隧道实现虚拟服务器的方法VS/TUN （Virtual Server via IP Tunneling），和通过直接路由实现虚拟服务器的方法VS/DR（Virtual Server via Direct Routing），它们可以极大地提高系统的伸缩性。VS/NAT、VS/TUN和VS/DR技术是LVS集群中实现的三种IP负载均衡技术。
企业群及应用概述

• 群集的含义
  • Cluster，集群、群集
  • 由多台主机构成，但对外只表现为一个整体
• 在互联网应用中 ，随着站点对硬件性能、响应速度、服务稳定性、数据可靠性等要求越来越高，单台服务器力不从心
• 解决方法
  • 使用价格昂贵的小型机、大型机
  • 使用普通服务器构建服务群集
• 根据群集所针对的目标差异，可分为三个类型
  • 负载均衡群集
  • 高可用群集
  • 高性能运算群集
• 负载均衡群集（Load Balance Cluster）
  • 以提高应用系统的响应能力。尽可能处理更多的访问请求、减少延迟为目标，获得高并发、高负载（LB）的整体性能
  • LB的负载分配依赖于主节点的分流算法（调度算法）
• 高可用群集（High Availability Cluster）
  • 以提高应用系统的可靠性、尽可能的减少中断时间为目标，确保服务的连续性，达到高可用（HA）的容错效果
  • HA的工作方式包括双工和主从两种模式
• 高性能的运算群集（High Performance Computer Cluster）
  • 以提高应用系统的CPU运算速率、扩展硬件资源和分析能力为目标，获得相当于大型、超级计算机的高性能运算（HPC）能力
  • 高性能运算群集的高性能依赖于“分布式运算”、“并行计算”，通过专用硬件和软件将多个服务器的CPU、内存等资源整合在一起，实现只有大型、超级计算机才具备的计算能力

备注：
HA ：高可用
双工是两台平级的服务器，称为去中心化群集；
主从是有一个主服务器带有多个从服务器，称为中心化群集

负载均衡群集工作模式分析

• 负载均衡群集是目前企业用的最多的群集类型
• 群集的负载调度技术有三种工作模式
  1. 地址转换（NAT）
  2. IP隧道（TUN）
  3. 直接路由（DR）

NAT模式

• 地址转换（Network Address Translation）
  1.简称NAT模式，类似于防火墙的私有网络结构，负载调度器作为所有服务器节点的网关，即作为客户机的访问入口，也是各节点回应客户机的访问出口
  2.服务器节点使用私有IP地址，与负载调度器位于同一个物理网络，安全性要优于其他两种方式（安全性最优）
  

TUN模式

• IP隧道（IP Tunnel）
  1.简称TUN模式，采用开放式的网络结构，负载调度器仅作为客户机的访问入口，各个节点通过各自的Internet连接直接回应客户机，而不再经过负载调度器
  2.服务器节点分散在互联网中不同位置，具有独立的公网IP地址，通过专用IP隧道与负载调度器相互通信
  

DR模式

• 直接路由（Direct Routing）
  1.简称DR模式，采用半开放式的网络结构，与TUN模式的结构类似，但各节点并不是分散在各地，而是与调度器位于同一个物理网络
  2.负载调度器与各节点服务器通过本地网络连接，不需要建立专用的IP隧道
  

负载均衡的结构

• 第一层：负载调度器（Load Balancer或Director）
• 第二层：服务器池（server pool）
• 第三层：共享存储（Share Storage）

负载均衡群集结构

• 负载均衡结构
  

关于LVS虚拟服务器

• Linux Virtual Server

  • 针对Linux内核的负载均衡解决方案
  • 1998年5月，由我国的章文嵩博士创建
  • 官方网站：http://www.linuxvirtualserver.org/

  
  LVS的负载调度算法

• 轮询（Round Robin）
  • 将收到的访问请求按照顺序轮流分配给群集的各节点（真实服务器），均等的对待每一台服务器，而不管服务器实际的连接数和系统负载
• 加权轮询（Weighted Round Robin）
  • 根据真实服务器的处理能力轮流分配收到的访问请求，调度器可以自动查询各节点的负载情况，并动态调整其权重
  • 保证处理能力强的服务器承担更多的访问流量

权重：分配访问的个数，性能强的服务器分配的权重多

LVS的负载调度算法

• 最少连接（Least Connections）
  • 根据真实服务器已建立的连接数进行分配，将收到的访问请求优先分配给连接数量最少的节点
• 加权最少连接（Weighted Least Connections）
  • 在服务器节点 的性能差异较大的情况下，可以为真实服务器自动调整权重
  • 权重较高的节点将承担更大比例的活动连接负载

  • 看了以上关于LVS负载均衡群集的基本含义及相关延伸介绍，如果大家还有什么地方需要了解的可以在编程笔记行业资讯里查找自己感兴趣的或者找我们的专业技术工程师解答的，编程笔记技术工程师在行业内拥有十几年的经验了。