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《LVS实现负载均衡的原理与实践》负载均衡（Load Balance，缩写LB）是一种网络技术，它在多个备选资源中做资源分配，以达到选择最优。这里有三个关键字：
1.网络技术，LB要解决的问题本质上是网络的问题，所以它实际上就是通过修改数据包中MAC地址、IP地址字段来实现数据包的“中转”；
2.资源，这里的资源不仅仅是计算机也可以是交换机、存储设备等；
3.最优，它则是针对业务而言最优，所以一般负载均衡有很多算法；轮询、加权轮询、最小负载等；
LB是网络技术所以业内就参考OSI模型用四层负载均衡、七层负载均衡进行分类。四层负载均衡工作在OSI的四层，这一层主要是TCP、UDP、SCTP协议，这种类型的负载均衡器不管数据包是什么，只是通过修改IP头部或者以太网头部的地址实现负载均衡。七层负载均衡工作在OSI的七层，这一层主要是HTTP、Mysql等协议，这种负载均衡一般会把数据包内容解析出来后通过一定算法找到合适的服务器转发请求。它是针对某个特定协议所以不通用。比如Nginx只能用于HTTP而不适用于Mysql。四层负载均衡真正传统意义上的负载均衡，它通过修改网络数据包“中转”请求；一般工作在操作系统的内核空间（kernel space），比如通过Linux的netfilter定义的hook改变数据包。七层负载均衡并不是严格意义上的负载均衡，它必须解析出数据包的内容，根据内容来做相关的转发（比如做Mysql的读写分离）；一般工作在用户空间（user space），比如通过Nginx、Mysql Proxy、Apache它们都是实现某个具体协议，很多资料都称这种软件叫代理（Proxy）。
实现LB的问题
无论哪种负载均衡都可以抽象为下面的图形：
任何负载均衡都要解决三个问题：
1.修改数据包，使得数据包可以发送到backend servers；
2.frontend server要维护一个算法，可以选出最优的backend server
3.frontend server要维护一张表记录Client和backend servers的关系（比如TCP请求是一系列数据包，所以在TCP关闭所有的数据包都应该发送到同一个backend server）
以Nginx为例，forntend server收到HTTP数据包后会通过负载均衡算法选择出一台backend server；然后从本地重新构造一个HTTP请求发送给backend server，收到backend server请求后再次重新封装，以自己的身份返回给客户端。在这个过程中forntend server的Nginx是工作在用户空间的它代替Client访问backend server。
LVS的实现
LVS( Linux Virtual Server)是国产开源中非常非常非常优秀的项目，作者是章文嵩博士（关于章博的简历各位自行搜索）。它是一款四层负载均衡软件，在它的实现中forntend server称为director；backend server称为real server，它支持UDP、TCP、SCTP、IPSec（ AH 、ESP两种数据包 ）四种传输层协议的负载。
LVS以内核模块的形式加载到内核空间，通过netfilter定义的hook来实现数据包的控制。 它用到了三个Hook（以Linux 4.8.15为例）主要“挂在”：local_in、inet_forward、local_out；所有发送给本机的数据包都会经过local_int，所有非本机的数据包都会经过forward，所有从本机发出的数据包都会经过local_out。
LVS由两部分组成（很像iptables），用户空间提供了一个ipvsadm的命令行工具，通过它定义负载均衡的“规则”；内核模块是系统的主要模块它包括：
◾IP包处理模块，用于截取/改写IP报文；
◾连接表管理，用于记录当前连接的Hash表；
◾调度算法模块，提供了八种负载均衡算法——轮询、加权轮询、最少链接、加权最少链接、局部性最少链接、带复制的局部性最少链接、目标地址哈希、源地址哈希；
◾连接状态收集，回收已经过时的连接；
◾统计，IPVS的统计信息；
LVS实战
LVS术语定义：
◾DS：Director Server，前端负载均衡器节点（后文用Director称呼）；
◾RS：Real Server，后端真实服务器；
◾VIP：用户请求的目标的IP地址，一般是公网IP地址；
◾DIP：Director Server IP，Director和Real Server通讯的内网IP地址；
◾RIP：Real Server IP，Director和Real Server通讯的内网IP地址；
很多文章都罗列了一大堆LVS三种模式之间的区别，我最讨厌的就是简单的罗列——没有什么逻辑性很难记忆。其实LVS中三种模式只有一个区别——谁来返回数据到客户端。在LB架构中客户端请求一定是先到达forntend server（LVS中称为Director），那么返回数据包则不一定经过Director。
◾NAT模式中，RS返回数据包是返回给Director，Director再返回给客户端；
◾DR（Direct Routing）模式中，RS返回数据是直接返回给客户端（通过额外的路由）；Director通过修改请求中目标地址MAC为选定的RS实现数据转发，这就要求Diretor和Real Server必须在同一个广播域内（关于广播域请看《程序员学网络系列》）。
◾TUN（IP Tunneling）模式中，RS返回的数据也是直接返回给客户端，这种模式通过Overlay协议（把一个IP数据包封装到另一个数据包内部叫Overlay）避免了DR的限制。
以上就是LVS三种模式真正的区别，是不是清晰多了？^_^
1.网络技术，LB要解决的问题本质上是网络的问题，所以它实际上就是通过修改数据包中MAC地址、IP地址字段来实现数据包的“中转”；
2.资源，这里的资源不仅仅是计算机也可以是交换机、存储设备等；
3.最优，它则是针对业务而言最优，所以一般负载均衡有很多算法；轮询、加权轮询、最小负载等；
LB是网络技术所以业内就参考OSI模型用四层负载均衡、七层负载均衡进行分类。四层负载均衡工作在OSI的四层，这一层主要是TCP、UDP、SCTP协议，这种类型的负载均衡器不管数据包是什么，只是通过修改IP头部或者以太网头部的地址实现负载均衡。七层负载均衡工作在OSI的七层，这一层主要是HTTP、Mysql等协议，这种负载均衡一般会把数据包内容解析出来后通过一定算法找到合适的服务器转发请求。它是针对某个特定协议所以不通用。比如Nginx只能用于HTTP而不适用于Mysql。四层负载均衡真正传统意义上的负载均衡，它通过修改网络数据包“中转”请求；一般工作在操作系统的内核空间（kernel space），比如通过Linux的netfilter定义的hook改变数据包。七层负载均衡并不是严格意义上的负载均衡，它必须解析出数据包的内容，根据内容来做相关的转发（比如做Mysql的读写分离）；一般工作在用户空间（user space），比如通过Nginx、Mysql Proxy、Apache它们都是实现某个具体协议，很多资料都称这种软件叫代理（Proxy）。
实现LB的问题
无论哪种负载均衡都可以抽象为下面的图形：
任何负载均衡都要解决三个问题：
1.修改数据包，使得数据包可以发送到backend servers；
2.frontend server要维护一个算法，可以选出最优的backend server
3.frontend server要维护一张表记录Client和backend servers的关系（比如TCP请求是一系列数据包，所以在TCP关闭所有的数据包都应该发送到同一个backend server）
以Nginx为例，forntend server收到HTTP数据包后会通过负载均衡算法选择出一台backend server；然后从本地重新构造一个HTTP请求发送给backend server，收到backend server请求后再次重新封装，以自己的身份返回给客户端。在这个过程中forntend server的Nginx是工作在用户空间的它代替Client访问backend server。
LVS的实现
LVS( Linux Virtual Server)是国产开源中非常非常非常优秀的项目，作者是章文嵩博士（关于章博的简历各位自行搜索）。它是一款四层负载均衡软件，在它的实现中forntend server称为director；backend server称为real server，它支持UDP、TCP、SCTP、IPSec（ AH 、ESP两种数据包 ）四种传输层协议的负载。
LVS以内核模块的形式加载到内核空间，通过netfilter定义的hook来实现数据包的控制。 它用到了三个Hook（以Linux 4.8.15为例）主要“挂在”：local_in、inet_forward、local_out；所有发送给本机的数据包都会经过local_int，所有非本机的数据包都会经过forward，所有从本机发出的数据包都会经过local_out。
LVS由两部分组成（很像iptables），用户空间提供了一个ipvsadm的命令行工具，通过它定义负载均衡的“规则”；内核模块是系统的主要模块它包括：
◾IP包处理模块，用于截取/改写IP报文；
◾连接表管理，用于记录当前连接的Hash表；
◾调度算法模块，提供了八种负载均衡算法——轮询、加权轮询、最少链接、加权最少链接、局部性最少链接、带复制的局部性最少链接、目标地址哈希、源地址哈希；
◾连接状态收集，回收已经过时的连接；
◾统计，IPVS的统计信息；
LVS实战
LVS术语定义：
◾DS：Director Server，前端负载均衡器节点（后文用Director称呼）；
◾RS：Real Server，后端真实服务器；
◾VIP：用户请求的目标的IP地址，一般是公网IP地址；
◾DIP：Director Server IP，Director和Real Server通讯的内网IP地址；
◾RIP：Real Server IP，Director和Real Server通讯的内网IP地址；
很多文章都罗列了一大堆LVS三种模式之间的区别，我最讨厌的就是简单的罗列——没有什么逻辑性很难记忆。其实LVS中三种模式只有一个区别——谁来返回数据到客户端。在LB架构中客户端请求一定是先到达forntend server（LVS中称为Director），那么返回数据包则不一定经过Director。
◾NAT模式中，RS返回数据包是返回给Director，Director再返回给客户端；
◾DR（Direct Routing）模式中，RS返回数据是直接返回给客户端（通过额外的路由）；Director通过修改请求中目标地址MAC为选定的RS实现数据转发，这就要求Diretor和Real Server必须在同一个广播域内（关于广播域请看《程序员学网络系列》）。
◾TUN（IP Tunneling）模式中，RS返回的数据也是直接返回给客户端，这种模式通过Overlay协议（把一个IP数据包封装到另一个数据包内部叫Overlay）避免了DR的限制。
以上就是LVS三种模式真正的区别，是不是清晰多了？^_^
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