LVS集群之十种调度算法及负载均衡
第三十二章：Lvs负载均衡群集
第三十二章：Lvs负载均衡群集一、概述：二、LVS详解：三、案例一：搭建LVS 的NAT模式负载均衡集群；四、案例二：搭建LVS 的DR模式负载均衡集群；五、总结：Lvs负载均衡群集与nginx负载均衡群集对比（自主学习）一、概述：概述：Linux Virtual Server的简写，意即Linux虚拟服务器，是一个虚拟的服务器集群系统。
我国章文嵩博士在1998年五月创建，默认编译为ip_vs内核模块，而在linux kernel的2.6版本之后kernel是直接支持ipvs的，优势：LVS承受负载能力高、稳定、占用服务器资源小，缺点：适配场景、配置较麻烦、不支持节点的健康检查机制；官网：/zh/lvs1.html集群技术概述：至少包含两个节点服务器，对外表示为一个整体，只提供一个访问入口；负载均衡（load balance cluster）：将整个平台的负载均衡到多台单位；高可用（high availablity cluster）：使整个应用平台拥有容错能力；可伸缩性（Scalability）：当服务的负载增长时，系统能被扩展来满足需求，且不降低服务质量；高可用性（Availability）：尽管部分硬件和软件会发生故障，整个系统的服务必须是每天24小时每星期7天可用的；可管理性（Manageability）：整个系统可能在物理上很大，但应该容易管理；价格有效性（Cost-effectiveness）：整个系统实现是经济的、易支付的；集群的分层结构：第一层：负载调度器（load balancer或director），访问群集的唯一入口，对外使用所有服务器共有的VIP（virtual ip）地址，也称为群集IP地址。
第二层：节点层（real server pool），服务器池群集所提供的应用服务由服务器池承担，其中的每个节点具有独立的RIP（real IP真实地址），只处理调度服务器分发过来的客户机请求。
基于LVS的集群动态负载均衡算法研究
基于LVS的集群动态负载均衡算法研究摘要：随着互联网的迅速发展，集群架构在提高系统性能和可用性方面发挥了重要作用。
LVS（Linux Virtual Server）是一种常用的集群负载均衡解决方案，它的主要优势是开源、灵活、可靠且具有较强的扩展性。
本文将重点研究基于LVS的集群动态负载均衡算法，以提高系统的稳定性和性能。
一、引言随着互联网用户数量和访问流量的日益增加，如何实现高效的互联网服务成为了一个重要的问题。
传统的单机服务器难以应对海量用户的访问，因此需要一种可靠的集群负载均衡解决方案对请求进行分发和处理，以提高系统的性能和可用性。
LVS是一种基于Linux内核的开源集群负载均衡解决方案，它通过将请求分发到不同的服务器节点，实现了负载均衡和高可用性。
然而，传统的LVS算法在动态负载均衡方面存在一些问题，比如负载不均衡、响应时间长等。
本文旨在研究基于LVS的集群动态负载均衡算法，以解决这些问题。
二、LVS集群负载均衡原理LVS集群负载均衡的原理是将前端的用户请求分发到后端的不同服务器节点上，从而实现负载均衡和高可用性。
LVS架构中有三个关键组件：LVS路由器、真实服务器和服务地址，它们共同构成了一个负载均衡集群。
LVS路由器是集群系统中的核心组件，它负责将用户请求分发到不同的真实服务器上。
LVS路由器使用IP负载均衡的技术，通过修改请求报文的目标IP地址和端口号，将用户请求转发至后端的真实服务器。
用户对LVS集群的访问实际上是通过这个LVS路由器进行的。
真实服务器是LVS集群中真正处理用户请求的节点，它们可以是一组物理服务器或者虚拟服务器。
真实服务器接收到LVS路由器转发的请求后，根据请求报文的内容进行处理，并将处理结果返回给用户。
真实服务器可以动态加入或者退出LVS集群，以实现负载均衡和高可用性。
服务地址是用户实际访问的地址，它是LVS集群的入口。
用户向LVS集群发送请求时，实际上是通过服务地址发送的。
负载均衡调度算法（LVS）
负载均衡调度算法（LVS）上篇介绍LVS三种实现架构，LVS作为负载均衡软件，依靠调度器LB（Load Balancer）把客户端发来的请求按照⼀定规则分发给后端的真实服务器RS（Real Server）,这个规则就是预先设定好的调度算法。
在LVS中⽀持的调度算法主要有以下⼋种。
1.轮询调度（Round-Robin,RR）最简单的调度算法，LB按照顺序将请求依次转发给后端的RS，并没有考量后端RS的状态（处理速度以及响应时间）。
⼤部分情况下，RS 的性能状态都是各不⼀致的，这种算法显然⽆法满⾜合理利⽤资源的要求。
2.带权重的轮询调度（Weighted Round-Robin,WRR）在轮询算法的基础上加上权重设置，权重越⾼的RS被分配到的请求越多。
适⽤于按照服务器性能⾼低，配置不同的权重，以达到合理的资源利⽤。
3.最⼩连接调度（Least-Connection, LC）把新的请求分配给连接数最少的RS。
连接数少说明服务器空闲。
4.带权重的最⼩连接调度（Weight Least-Connection, WLC）在最⼩连接算法的基础上加上权重设置，这样可以⼈为地控制请求分配。
5.基于局部性的最⼩连接调度（Locality-Based Least Connection, LBLC）针对请求报⽂⽬标IP地址的负载均衡调度。
⽬前主要⽤于Cache集群系统，因为在Cache集群中客户请求报⽂的⽬标IP地址是变化的。
算法的设计⽬标是在服务器的负载基本平衡情况下，将相同⽬标IP地址的请求调度到同⼀台服务器，来提⾼各台服务器的访问局部性和主存Cache命中率，提升整个集群系统的处理能⼒。
LBLC调度算法先根据请求的⽬标IP地址找出该⽬标IP地址最近使⽤的服务器，若该服务器是可⽤的且没有超载，将请求发送到该服务器；若服务器不存在，或者该服务器超载且有服务器处于其⼀半的⼯作负载，则⽤“最⼩连接”的原则选出⼀个可⽤的服务器，将请求发送到该服务器。
3、lvs调度方法详解
3、lvs调度⽅法详解3、lvs类型和调度⽅法详解集群：将多台主机组织起来满⾜某⼀特定需求；集群类型：LB：Load Balancing, 负载均衡集群；负载均衡器，调度器；上游服务器(upstream server)，后端服务器，"真"服务器(real server)；SPOF：Single Point Of FailureHA：High Avalilability, ⾼可⽤集群；Active：活动服务器Passive：备⽤服务器⽀持基于TCP，UDP，SCTP，AH，EST，AH_EST等协议的众多服务；负载均衡集群中设计时的要点：(1) session保持；session sticky绑定：缺点是如果绑定的real server宕机，则session就不存在了。
(source ip hash)：ip级别将来⾃于同⼀个⽤户的请求不做负载均衡，始终调度到同⼀个real server上；如何追踪这个⽤户？⾃⾏维护⼀个会话追踪表，根据IP地址可以追踪每⼀个请求的客户端，任何⼀个客户端请求来，在⼀个会话追踪模板中有哪个IP被分给哪个real server的记录，并会给这个IP⼀个倒计时的计时器，在倒计时器倒计时完之前，如果同⼀个IP地址请求，都可以把这个IP地址发往同⼀个real server。
这种机制就叫源地址哈希即source ip hash(cookie ip hash)：进程级别，不管IP是什么，任何⼀个会话来的时候就发⼀个cookie，是每次客户端请求时就利⽤cookie，session cluster集群 (multicast/broadcast/unicast)；每⼀个real server都会把⾃⼰的session同步给另⼀个主机⼀份session持久化：如果⼀组集群全部宕机或者断电，依然可以保证session可⽤，这需要session服务器session server服务器();把所有session都存在session服务器上(2) 数据共享；共享存储；NAS：Network Attached Storage (⽂件级别)；SAN：Storage Area Network (块级别)；DS：Distributed Storage；数据同步：rsync...四层（lvs，内核空间）、七层（haproxy, nginx, ⽤户空间，占⽤套接字⽂件）Director/RealServerClient Request --> Director (schdulder)--> RS#LVS-TYPE:lvs-nat: MASQUERADE RIP与DIP必须在同⼀⽹段修改⽬标IP（可选：⽬标端⼝）实现转发；请求和响应报⽂都要经由director转发lvs-dr：GATEWAY director与RS必须在同⼀物理⽹络修改MAC地址实现转发；请求报⽂经由director；lvs-tun：IPIP 不修改请求报⽂的ip⾸部，⽽是通过在原有的IP⾸部这外再次封装⼀个IP⾸部（源IP为DIP，⽬标IP为RIP）在原有的IP报⽂之外再次封装⼀个IP⾸部；请求报⽂经由director；lvs-fullnat：lvs scheduler：仅根据IP和端⼝进⾏调度静态⽅法：仅根据算法本⾝进⾏调度，不考虑当前服务器实际负载情况；保证起点公平RR：round robin, 轮调，轮询，轮叫：调度器通过"轮叫"调度算法将外部请求按顺序轮流分配到集群中的真实服务器上，它均等地对待每⼀台服务器，⽽不管服务器上实际的连接数和系统负载｡WRR：weighted rr, 加权轮询；调度器通过"加权轮叫"调度算法根据真实服务器的不同处理能⼒来调度访问请求。
LVS调度算法范文
LVS调度算法范文LVS（Linux Virtual Server）是一个开源的负载均衡软件，主要用于在Linux系统上快速搭建高可用、高性能的服务集群。
在LVS中，调度算法是非常重要的一部分，因为它直接影响到服务集群的性能和负载均衡效果。
LVS提供了多种不同的调度算法，每种算法都有其优势和适用场景。
在本文中，将详细介绍几种常用的LVS调度算法，并对它们进行比较和分析。
1. 轮询调度算法（Round Robin）轮询调度算法是LVS中最简单、最常用的一种算法。
在轮询算法中，请求依次被分发到每台服务器上，依次循环。
当请求到达负载均衡器时，负载均衡器会将该请求分发到下一个服务器上，以此类推。
这样做的好处是能够平均分配请求到各个服务器上，避免出现单台服务器过载的情况。
同时，轮询算法也很简单，实现起来比较容易。
然而，轮询算法也存在一些问题。
由于轮询算法没有考虑服务器的实际负载情况，因此可能导致一些服务器被分配到更多的请求，而一些服务器则处理较少的请求。
这样就可能造成一些服务器过载，而其他服务器闲置的情况。
因此，轮询算法并不总是能够达到最佳的负载均衡效果。
2. 加权轮询调度算法（Weighted Round Robin）为了解决轮询算法中服务器负载不均衡的问题，LVS引入了加权轮询算法。
在加权轮询算法中，为每台服务器设置一个权重值，该权重值代表了该服务器处理请求的能力。
当请求到达负载均衡器时，根据服务器的权重值来分配请求，权重值高的服务器会获得更多的请求。
加权轮询算法能够更加灵活地根据服务器的实际负载情况来分配请求，从而降低服务器的负载不均衡问题。
通过合理设置服务器的权重值，可以使得每台服务器处理的请求数量接近，提高了整个服务集群的性能。
3. 最少连接调度算法（Least Connection）最少连接调度算法是一种根据服务器当前连接数来分配请求的算法。
在最少连接算法中，负载均衡器会将请求分配给当前连接数最少的服务器。
LVS负载均衡群集资料
使用ipvsadm工具4-1
• 创建虚拟服务器
• 主要操作选项
n n n
-A -t -s
添加虚拟服务器 设置群集地址（VIP，Virtual IP） 指定负载调度算法
[root@localhost ~]# ipvsadm -A -t 172.16.16.172:80 -s rr
使用ipvsadm工具4-2
LVS负载调度器wo eth0: 172.16.16.172/24 eth1: 192.168.7.254/24
Web服务器池:节点1-节点4 192.168.7.21-24/24
NFS共享：/var/www/html 192.168.7.250/24
构建LVS-NAT群集2-2
• 配置过程
LVS调度器的配置： SNAT 策略、LVS-NAT策略 [root@localhost ~]# yum -y install httpd vi /etc/sysctl.conf [root@localhost ~]# mount 192.168.7.250:/opt/wwwroot /var/www/html …… SNAT地址转换策略 Web节点服务器的配置： httpd服务 [root@localhost ~]# = vi1/var/www/html/index.html net.ipv4.ip_forward [root@localhost ~]# sysctl <h1>LVS 负载均衡群集 ——-p 测试网页/<h1> ，并验证群集分配情况 访问 http://172.16.16.172/ [root@localhost ~]# iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.7.0/24 -o 各节点的网页相同 [root@localhost ~]# service httpd start eth0 -j SNAT --to-source 172.16.16.172 [root@localhost ~]# chkconfig httpd on LVS-NAT群集模式 [root@localhost ~]# service ipvsadm stop [root@localhost ~]# ~]# ipvsadm ipvsadm -A -Ln [root@localhost -t 172.16.16.172:80 -s rr IP Virtual Server~]# version 1.2.1-a (size=4096) [root@localhost ipvsadm -t 172.16.16.172:80 -r 192.168.7.21:80 -m Prot LocalAddress:Port Scheduler [root@localhost ~]# ipvsadm -a -t Flags 172.16.16.172:80 -r 192.168.7.22:80 -m -> RemoteAddress:Port Weight ActiveConn InActConn -m [root@localhost ~]# ipvsadm -aForward -t 172.16.16.172:80 -r 192.168.7.23:80 TCP 172.16.16.172:80 rr [root@localhost ~]# ipvsadm -a -t 172.16.16.172:80 -r 192.168.7.24:80 -m -> 192.168.7.21:80 Masq 1 2 9 -> 192.168.7.22:80 Masq 1save 3 8 [root@localhost ~]# service ipvsadm -> 192.168.7.23:80 Masq 1 on 2 9 [root@localhost ~]# chkconfig ipvsadm 查看群集分配情况 -> 192.168.7.24:80 Masq 1 4 7
L V S 负 载 均 衡
灵.活.。 LVS-DR 工作模式的优点在于： 1).解决了 LVS-NAT 工作模式中的转发瓶颈问题，能够支撑规模更大的
负载均衡场景 2)比较耗费网外 IP 资-源，机房的外网 IP 资-源都是有限的，如果在
正式生产环境中确实存在这个问题，可以采用 LVS-NAT 和 LVS-DR 混合使 用的方式来缓解。
e?ngle-ip-s?172.25.27.3?#只允许 172.25.27.3?（即本机）访问 172.25.27.100
[root@server3?~]#?-etc-init.d-arptables_jf?save?#保存规则 此时，再清除 ARP 缓存后，重新访问 real_server?ip?,发现现在是通 过 lvs 调度器来获取的 当其中一台 real_server?主机关掉后，测试 发现此时的 lvs 调度器没有健康检查，仍然在轮询访问，使有的访问 被拒绝，在实际的网站访问时，会造成一定的损失，并使用户的体验变差。 Ldirectord?实现 lvs 健康检查 ldirectord 用来实现 LVS 负载均衡资-源在主、备节点间的故障转移。 在首次启动时，ldirectord 可以自动创建 IPVS 表。此外，它还可以监控 各 RealServer 的运行状态，一旦发现某 RealServer 运行异常时，还可以 将其从 IPVS 表中移除。 ?ldirectord?进程通过向 RealServer 的 RIP 发送资-源访问请求并通 过 由 RealServer 返 回 的 响 应 信 息 来 确 定 RealServer 的 运 行 状 态 。 在?Director 上，每一个 VIP 需要一个单独的 ldirectord 进程。如果 RealServer 不能正常响应 Director 上?ldirectord 的请求，ldirectord 进程将通过 ipvsadm 命令将此 RealServer 从 IPVS 表中移除。而一 旦?RealServer 再次上线，ldirectord 会将其重新添加至 IPVS 表中 [root@server1?~]#?yum?install?-y?ldirectord-3.9.5-3.1.x86_64 .rpm? [root@server1?~]#?cd?-etc-ha.d-
ipvs负载均衡机制的十种调度算法
ipvs负载均衡机制的⼗种调度算法IPVSIPVS是 LVS集群系统的核⼼软件，它的主要作⽤是：• 安装在 Load Balancer上，把发往 Virtual IP的请求转发到 Real Server 上。
IPVS的负载均衡机制有三种，这⾥使⽤ IP Tunneling机制：• Virtual Server via NAT• Virtual Server via IP Tunneling• Virtual Server via Direct RoutingIPVS的负载调度算法有⼗种：• 轮叫（Round Robin ）• 加权轮叫（Weighted Round Robin ）• 最少链接（Least Connections ）• 加权最少链接（Weighted Least Connections ）• 基于局部性的最少链接（Locality-Based Least Connections ）• 带复制的基于局部性最少链接（Locality-Based Least Connections withReplication ）• ⽬标地址散列（Destination Hashing ）• 源地址散列（Source Hashing ）• 最短期望延迟(Shortest Expected Delay)• ⽆须队列等待（Never Queue ）⼀，轮叫（Round Robin）调度器通过"轮叫"调度算法将外部请求按顺序轮流分配到集群中的真实服务器上（i = (i+1) mod n， i 表⽰上次选中的RS，n 表⽰总共有多少台RS），它均等地对待每⼀台服务器，⽽不管服务器上实际的连接数和系统负载。
注意：这⾥其实认为每台服务的权重是0和1，对权值为0的RS，则认为不可⽤⽽不会被调度器调度到。
⼆，加权轮叫（Weighted Round Robin）调度器通过"加权轮叫"调度算法根据真实服务器的不同处理能⼒来调度访问请求。
集群之LVS(负载均衡)详解
提高服务器响应能力的方法scale on 在原有服务器的基础上进行升级或者直接换一台新的性能更高的服务器。
scale out 横向扩展，将多台服务器并发向外响应客户端的请求。
优点：成本低，扩展架构比较简单。
集群（Cluster），通俗地讲就是按照某种组织方式将几台电脑组织起来完成某种特定任务的这样一种架构。
三种集群类型：LB，Load Balancing 负载均衡：在一定程度上能够实现高可用的目的。
HA，High Availability 高可用：实时在线，能够及时响应客户端请求，企业应用要求达到7*24小时，99.999%时间在线。
HP，High Performance 高性能提供大量超级运算能力的集群。
LB 负载均衡架构：Director（dispatcher）：负责接收客户端请求，并将请求按照某种算法分发到后台真正提供服务的服务器上。
既可以基于硬件（F5）来实现，也可以基于软件来实现。
基于软件实现的又分为四层交换：基于IP地址和端口号组合起来对服务做重定向（LVS）。
七层交换：通常指的是反向代理（proxy），例如：squid。
LVS：Linux Virtual Server类似于iptables的架构，在内核中有一段代码用于实时监听数据包来源的请求，当数据包到达端口时做一次重定向。
这一系列的工作必须在内核中实现。
在内核中实现数据包请求处理的代码叫做ipvs。
ipvs仅仅提供了功能框架，还需要自己手动定义是数据对哪个服务的请求，而这种定义需要通过写规则来实现，写规则的工具就称为ipvsadm。
应用场景高吞吐量（higher throughput）冗余（redundancy）适应性（adaptability）LVS负载均衡架构Virtual IP（VIP）address：Director用来向客户端提供服务的IP地址Real IP （RIP） address：集群节点（后台真正提供服务的服务器）所使用的IP地址Director's IP (DIP) address：Director用来和D/RIP 进行联系的地址Client computer's IP (CIP) address：公网IP，客户端使用的IP。
LVS负载均衡原理和算法详解
LVS负载均衡原理和算法详解LVS负载均衡原理和算法详解Internet的快速增长使多媒体⽹络服务器⾯对的访问数量快速增加，服务器需要具备提供⼤量并发访问服务的能⼒，因此对于⼤负载的服务器来讲，CPU、I/O处理能⼒很快会成为瓶颈。
由于单台服务器的性能总是有限的，简单的提⾼硬件性能并不能真正解决这个问题。
为此，必须采⽤多服务器和负载均衡技术才能满⾜⼤量并发访问的需要。
Linux 虚拟服务器(Linux Virtual Servers,LVS) 使⽤负载均衡技术将多台服务器组成⼀个虚拟服务器。
它为适应快速增长的⽹络访问需求提供了⼀个负载能⼒易于扩展，⽽价格低廉的解决⽅案。
LVS是⼀个开源的软件，可以实现LINUX平台下的简单负载均衡。
LVS是Linux Virtual Server的缩写，意思是Linux虚拟服务器。
在调度器的实现技术中，IP负载均衡技术是效率最⾼的。
在已有的IP负载均衡技术中有通过⽹络地址转换（Network Address Translation）将⼀组服务器构成⼀个⾼性能的、⾼可⽤的虚拟服务器，我们称之为VS/NAT技术（Virtual Server via Network Address Translation），⼤多数商品化的IP负载均衡调度器产品都是使⽤此⽅法，如Cisco的LocalDirector、F5的Big/IP和 Alteon的ACEDirector。
在分析VS/NAT的缺点和⽹络服务的⾮对称性的基础上，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。
所以，IPVS软件实现了这三种IP负载均衡技术，它们的⼤致原理如下。
1,Virtual Server via Network Address Translation（VS/NAT）通过⽹络地址转换，调度器重写请求报⽂的⽬标地址，根据预设的调度算法，将请求分派给后端的真实服务器；真实服务器的响应报⽂通过调度器时，报⽂的源地址被重写，再返回给客户，完成整个负载调度过程2,Virtual Server via Direct Routing（VS/DR）VS/DR通过改写请求报⽂的MAC地址，将请求发送到真实服务器，⽽真实服务器将响应直接返回给客户。
使用LVS实现负载均衡原理及安装配置详解
使用LVS实现负载均衡原理及安装配置详解负载均衡集群是load balance 集群的简写，翻译成中文就是负载均衡集群。
常用的负载均衡开源软件有nginx、lvs、haproxy，商业的硬件负载均衡设备F5、Netscale。
这里主要是学习LVS 并对其进行了详细的总结记录。
一、负载均衡LVS基本介绍LB集群的架构和原理很简单，就是当用户的请求过来时，会直接分发到Director Server上，然后它把用户的请求根据设置好的调度算法，智能均衡地分发到后端真正服务器(real server)上。
为了避免不同机器上用户请求得到的数据不一样，需要用到了共享存储，这样保证所有用户请求的数据是一样的。
LVS是Linux Virtual Server 的简称，也就是Linux虚拟服务器。
这是一个由章文嵩博士发起的一个开源项目，它的官方网站是现在LVS 已经是Linux 内核标准的一部分。
使用LVS 可以达到的技术目标是：通过LVS 达到的负载均衡技术和Linux 操作系统实现一个高性能高可用的Linux 服务器集群，它具有良好的可靠性、可扩展性和可操作性。
从而以低廉的成本实现最优的性能。
LVS 是一个实现负载均衡集群的开源软件项目，LVS架构从逻辑上可分为调度层、Server集群层和共享存储。
二、LVS的基本工作原理1.当用户向负载均衡调度器（Director Server）发起请求，调度器将请求发往至内核空间2.PREROUTING链首先会接收到用户请求，判断目标IP确定是本机IP，将数据包发往INPUT链3.IPVS是工作在INPUT链上的，当用户请求到达INPUT时，IPVS会将用户请求和自己已定义好的集群服务进行比对，如果用户请求的就是定义的集群服务，那么此时IPVS会强行修改数据包里的目标IP地址及端口，并将新的数据包发往POSTROUTING链4.POSTROUTING链接收数据包后发现目标IP地址刚好是自己的后端服务器，那么此时通过选路，将数据包最终发送给后端的服务器三、LVS的组成LVS 由2部分程序组成，包括ipvs 和ipvsadm。
lvs负载均衡策略
lvs负载均衡策略LVS负载均衡策略负载均衡是指将网络流量均匀地分发到多个服务器上，以提高系统的性能、可靠性和可扩展性。
而LVS（Linux Virtual Server）作为一种开源的负载均衡方案，提供了多种策略来实现负载均衡的功能。
LVS负载均衡策略主要包括四种：轮询调度、加权轮询调度、最少连接调度和源地址散列调度。
它们各自具有不同的特点和适用场景，下面将逐一介绍。
1. 轮询调度轮询调度是LVS中最基本的负载均衡策略之一，它将网络请求按照顺序依次分发给每个服务器。
当请求量相对均衡时，轮询调度可以保证每个服务器都能平均分担负载，但当服务器性能不一致或者请求量差异较大时，轮询调度无法实现真正的负载均衡。
2. 加权轮询调度加权轮询调度在轮询调度的基础上引入了权重的概念。
每个服务器都被赋予一个权重值，权重越高的服务器可以处理更多的请求。
通过合理设置权重，可以根据服务器的性能和负载情况来分配请求，实现更精细的负载均衡。
3. 最少连接调度最少连接调度是根据服务器当前的连接数来分配请求的策略。
当服务器的连接数越少，说明其负载较轻，可以处理更多的请求。
最少连接调度可以动态地将请求分发给连接数最少的服务器，从而实现负载均衡。
这种策略适用于长连接场景，如HTTP持久连接、数据库连接等。
4. 源地址散列调度源地址散列调度是根据请求的源IP地址来进行散列计算，并将计算结果作为分发请求的依据。
对于相同的源IP地址，LVS会将其请求分发到同一个服务器上，这样可以保证来自同一客户端的请求都被发送到同一个服务器，避免了一些应用场景下的问题，如会话保持等。
除了以上四种常见的负载均衡策略之外，LVS还支持自定义调度策略。
用户可以根据自己的需求编写调度算法，并将其加载到LVS中进行使用。
在实际应用中，不同的负载均衡策略适用于不同的场景。
例如，轮询调度适用于请求量相对均衡、服务器性能相似的情况；加权轮询调度适用于服务器性能差异较大的场景；最少连接调度适用于长连接场景；源地址散列调度适用于需要会话保持的应用场景。
使用LVS实现负载均衡原理及安装配置详解
如上图。FULLNAT模式对入报文做了DNAT+SNAT，即将报文的目的地址改为RS的地址，源地址改为LVS设备地址；RS上不需要配置路由策略，出报文到了LVS设备上后做 SNAT+DNAT，即将报文的源地址改为LVS设备上的地址，目的地址改为真实的用户地址。
LVS FULLNAT类型特性
ipvsadm：用户空间的命令行工具，规则管理器，用于管理集群服务及RealServer ipvs：工作于内核空间的netfilter的INPUT钩子之上的框架
LVS集群类型中的术语
Director：负载均衡器,也称VS(Virtual Server) RS:真实服务器(RealServer) CIP：客户端IP(Client IP) VIP: Client所请求的，提供虚拟服务的IP，可以用Keepalive做高可用 DIP:在Director实现与RS通信的IP RIP:RealServer IP
1.VIP是公网地址,RIP和DIP是私网地址,且通常不在同一IP网络,因此,RIP的网关一般不会指向DIP 2.RS收到的请求报文源地址是DIP,因此只需响应给DIP, Dirctor收到RS的回复报文后将其发往Client 3.请求和响应报文都经由Dirctor 4.支持端口映射
三、LVS调度方法(Scheduler)
2.2 LVS/DR(Direct Routing直接路由) 通过为请求报文重新封装一个MAC首部进行转发,源MAC是DIP所在的接口的MAC,目标MAC是挑选出的RS的RIP所在接口的MAC地址;源IP/PORT,以及目标IP/PORT均保持不变, 请求报文经过Dirctor但响应报文不再经过Dirctor
二、LVS集群的类型
LVS转发模式有四种： lvs-nat: 修改请求报文的目标IP lvs-dr: 操纵封闭新的MAC地址 lvs-tun: 在原请求IP报文之外新加一个IP首部 lvs-fullnat: 修改请求报文的源和目标IP
集群之负载均衡集群(LVS)
集群（一）之负载均衡集群（LVS）ipvsadm（1.0版本）定义这是一个由国人主持的项目。
它是一个负载均衡/高可用性集群，主要针对大业务量的网络应用（如新闻服务、网上银行、电子商务等）。
LVS是建立在一个主控服务器(通常为双机)（director）及若干真实服务器（real-server）所组成的集群之上。
real-server负责实际提供服务，主控服务器根据指定的调度算法对real-server进行控制。
而集群的结构对于用户来说是透明的，客户端只与单个的IP（集群系统的虚拟IP）进行通信，也就是说从客户端的视角来看，这里只存在单个服务器。
Real-server可以提供众多服务，如ftp, http, dns, telnet, nntp, smtp 等。
主控服务器负责对Real-Server进行控制。
客户端在向LVS发出服务请求时，主控服务器（Director）会通过特定的调度算法来指定由某个Real-Server来应答请求，而客户端只与Load Balancer的IP（即虚拟IP，VIP）进行通信.客户端发出服务请求→主控服务器接受请求→指定某个real-server来应答请求（之间的通讯是通过虚拟IP来进行传递）二、集群采用三层结构一般来说，LVS集群采用三层结构，其主要组成部分为：A、负载调度器（load balancer），它是整个集群对外面的前端机，负责将客户的请求按照一定的算法分发到下一层不同的服务器进行处理，自己本身不做具体业务的处理。
而客户认为服务是来自一个IP地址（我们可称之为虚拟IP地址）上的。
这是LVS的核心部分，另外该层还可用监控下一层的状态，如果下一层的某台服务器不能正常工作了，它会自动把其剔除，恢复后又可用加上。
该层由一台或者几台Director Server组成。
B、服务器池（server pool），是一组真正执行客户请求的服务器，执行的服务有WEB、MAIL、FTP和DNS等。
lvs工作原理和算法
LVS的负载均衡要依赖算法（Scheduling methods :调度方法）来实现，根据特点它们分为如下两类：1.fiexd scheduling 静态（固定）2.dnamic scheduling 动态FIEXDSCHEDULING静态算法特点：不考虑后端realserver的连接状态，而动态的要考虑后端的链接数为标准1. Round-robin (RR) 轮询既第一次访问A，第二次访问B,第三次再访问A…..循环下去2. Weighted Round-Robin WRR加强论调：提高后台服务器的响应能力根据后方服务器的响应能力，来定义权重，根据权重来转发请求，权重大的优先访问3.Destination hashing DH目的：实现针对目标地址的请求做固定转发将来自同一个用户的特定请求转发到固定的指定的主机（比如提供web服务），以提高缓存（网页文件缓存）利用率（命中率）。
4.Souce hashing SH目的：将来自同一个用户的地址，始终转发到router或者firewall应用场景：将用户的请求按照平均指定到不同的防火墙，实现平均内网负载，通过特定防火墙（网关）出去（上网）静态算法的缺陷：不考虑后台real-server的负载,连接状态动态算法：DynamicScheduling Mehtod这里有两个概念：活动连接：后台real-server当前处于活动状态（active）和ESTABLISHEDstate（想关联）的连接，像ssh，或者telnet会一直处于活动状态。
非活动连接：非活动的状态（inactive）或者非FIN的数据包,比如httpd(未开启keepalive),而httpd除非启用keepalive, 发送完成后直接断开，处于inactive的状态相关动态算法1. LC least-connection 最少连接LC同时检查一台主机上的活动连接数和非活动连接数，连接数最少（活动状态的连接数少）的将会接受下一个连接请求。
lvs负载均衡策略
lvs负载均衡策略LVS负载均衡策略负载均衡（Load Balancing）是指通过将请求分发到多个服务器上，以达到提高系统性能、增加系统可用性和可扩展性的目的。
在网络应用中，负载均衡是必不可少的一项技术，而LVS（Linux Virtual Server）作为一种开源的负载均衡解决方案，在众多的负载均衡策略中，具有广泛的应用和不同的策略选择。
LVS负载均衡策略根据应用场景和需求的不同，可以选择不同的算法来实现。
下面将介绍几种常见的LVS负载均衡策略。
1. 轮询算法（Round Robin）轮询算法是最常见的一种负载均衡算法，它将请求依次分发到每个服务器上，实现了请求的平均分配。
当服务器负载不均时，轮询算法可以使得每个服务器接收到的请求数相对均衡，但无法根据服务器的性能动态调整请求的分发。
2. 加权轮询算法（Weighted Round Robin）加权轮询算法是在轮询算法的基础上进行改进的一种负载均衡算法。
通过为每个服务器设置不同的权重，可以根据服务器的性能和负载情况动态调整请求的分发。
权重越高的服务器将接收到更多的请求，从而实现了负载均衡。
3. 最小连接数算法（Least Connection）最小连接数算法是一种动态调度算法，它根据服务器的连接数来决定请求的分发。
通过监测服务器的连接数，将请求发送到连接数最少的服务器上，以实现请求的平衡分配。
最小连接数算法适用于长连接的应用场景，可以避免某些服务器因为连接数过多而造成性能下降。
4. IP哈希算法（IP Hash）IP哈希算法是根据客户端的IP地址计算哈希值，然后将请求发送到哈希值对应的服务器上。
这种算法可以保证同一个客户端的请求始终发送到同一个服务器上，可以解决一些需要保持会话状态的应用场景。
5. 最少响应时间算法（Least Response Time）最少响应时间算法是根据服务器的响应时间来决定请求的分发。
通过监测服务器的响应时间，将请求发送到响应时间最短的服务器上，以提高系统的响应速度和用户体验。
Linux--LVS负载均衡群集
Linux--LVS负载均衡群集LVS负载均衡群集⼀、企业群集应⽤概述1. 群集的含义群集，Cluster，也可称为集群，是由多台主机构成，但对外只表现为⼀个整体，只提供⼀个访问⼊⼝（域名或IP地址），相当于⼀台⼤型计算机。
2. 企业应⽤中的问题互联⽹应⽤中，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，单台服务器已经⽆法满⾜负载均衡及⾼可⽤的要求。
3. 解决⽅法1. 使⽤借个昂贵的⼩型机、⼤型机2. 使⽤多台相对廉价的普通服务器构建服务群集通过整合多台服务器，使⽤LVS来达到服务器的⾼可⽤和负载均衡，并以同⼀个IP地址对外提供相同的服务。
在企业中常⽤的⼀种群集——LVS（Linux Virtual Server，Linux虚拟服务器）4. 企业群集的分类根据群集所针对的⽬标差异，可分为三种类型：（1）负载均衡群集（Load Balance Cluster）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，将来⾃客户机的访问请求分担给多个服务器节点，从⽽缓解整个系统的负载压⼒。
例如，"DNS轮询"、"反向代理"等。
（2）⾼可⽤群集（High Availability Cluster）提⾼应⽤系统的可靠性、尽可能地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，双⼯即所有节点同时在线，主从则只有主节点在线，但当出现故障时从节点能⾃动切换为主节点。
例如，"故障切换"、"双机热备"等。
（3）⾼性能运算群集（High Performance Computer Cluster）以提⾼应⽤系统的CPU运算速度、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。
3.LVS的十种调度算法
3.LVS的⼗种调度算法⽬录⼀、静态调度算法固定算法(静态调度算法)：只根据算法本⾝去调度，不考虑服务器本⾝1.R R：轮询将每次⽤户的请求分配给后端的服务器，从每⼀台服务器开始到第N台结束，然后循环2.WR R：加权轮询按照权重的⽐例实现在多台主机之间进⾏调度(在调度时权重为分母)第⼀次客户端发起请求，WRR轮询算法按照后端服务器的权重，将请求分配给后端服务器，此时RS1的负载为1/2，RS2的负载为1/2，RS的负载为1那么第⼆次负载调度器调度请求，就只分配给RS1和RS2，不分配给RS3；直到三台服务器的负载均衡后，调度器会重新按照权重进⾏调度请求3.SH：source hash 源地址散列将同⼀个IP的⽤户请求，发送给⼀台服务器http:⽆状态协议cookie：⽤户端持久化；session：服务器端持久化假设某购物⽹站使⽤的是轮询调度算法，⽤户进⾏登录后，每刷新⼀次⽹页，就需要重新进⾏⼀次登录，⼤⼤降低了⽤户的体验；⼀般⼤型的企业架构后端都有⼀台或多台保存session信息的持久化服务器，所有的⽤户的信息和变量值都会保存在session持久化服务器上共享存储，⽤户发起请求时不管调度到哪台服务器上，服务器都会向后端session持久化服务器进⾏查询，返回⽽简单的实现就是使⽤source hash源地址散列算法，将同⼀IP的⽤户请求，固定在⼀台后端服务器上，⽤户的请求都在这台服务器上进⾏处理4.DH：destination hash ⽬的地址散列将同⼀个⽬标地址的⽤户请求发送给同⼀个真实服务器，提⾼缓存的命中率⼆、动态调度算法动态算法(动态调度算法)：除了考虑算法本⾝，还要考虑服务器状态5.LC：最少连接将新的连接请求，分配给连接数最少的服务器它通告服务器当前所活跃的连接数来估计服务器的负载均衡，调度器需要记录各个服务器已建⽴连接的数⽬，当⼀个请求被调度到某台服务器，其连接数加1，当连接中⽌或超时，其连接数减⼀简单算法： 活动连接 x 256 + ⾮活动连接 (谁的⼩，挑谁)6.WLC：加权最少连接（默认调度⽅法）特殊的最少连接算法，权重越⼤承担的请求数越多；服务器的缺省权值为1，系统管理员可以动态的设置服务器的权重，加权最⼩连接调度在调度新连接时尽可能使服务器的已建⽴连接数和其权重成⽐例；简单算法：(活动连接 x 256 + ⾮活动连接) / 权重但是LC 和 WLC 算法有⼀个最⼤的问题就是：假如有两台服务器s1 s2 ，第⼀台s1的权重为1 ，第⼆台s2的权重为2；两台的活动连接数和⾮活动连接数都为0时，LVS会把请求先分配给服务器1，它是按照服务器的先后顺序来的7.SED：最短期望延迟特殊的WLC算法；简单算法：(活动连接+1) x 256 / 权重这种算法解决了上述的问题，当活动连接和⾮活动连接都为0时，SED算法会将活动连接0+1然后进⾏计算8.NQ：永不排队特殊的SED算法，⽆需等待，如果有真实服务器的连接数等于0那就直接分配不需要运算9.LBLC：特殊的DH算法即能提⾼缓存命中率，⼜要考虑服务器性能10.LBLCR：LBLCR + 缓存尽可能提⾼负载均衡和缓存命中率的折中⽅案这种算法是针对⽬标IP地址的负载均衡，根据请求的⽬标IP地址找出该⽬标IP地址对应的服务器组，按"最⼩连接"原则从服务器组中选出有⼀台服务器，若服务器没有超载，将请求发送到该服务器；若服务器超载，则按"最⼩连接"原则从这个集群中选出⼀台服务器，将该服务器加⼊到服务器组中，将请求发送到该服务器；同时，当该服务器组有⼀段时间没有被修改，将最忙的服务器从服务器组中删除，以降低负载的程度三、L V S持久化连接类似于 SH 算法优先级最⾼普遍应⽤于HTTPS中PCC 持久客户端连接每客户端持久；将来⾃同⼀客户端的所有请求统统定向⾄此前选定的RS；也就是只要IP相同，分配的服务器始终相同example: ipvsadm -A -t 172.16.0.8:0 -s wlc -p 120-p 时间(s) 持久化时间PPC 持久端⼝连接每端⼝持久；将来⾃同⼀客户端对同⼀个服务(端⼝)的请求，始终定向⾄此前选定的RSexample: ipvsadm -A -t 172.16.0.8:80 -s rr -p 120PFMC 持久防⽕墙标记连接将来⾃于同⼀客户端对指定服务(端⼝)的请求，始终定向⾄此选定的RS；不过它可以将两个毫不相⼲的端⼝定义为⼀个集群服务iptables -t mangle -A PREROUTING -d 172.16.0.8 -p tcp --dport 80 -j MARK --set-mark 10iptables -t mangle -A PREROUTING -d 172.16.0.8 -p tcp --dport 443 -j MARK --set-mark 10service iptables saveipvsadm -A -f 10 -s wlc -p 120。
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一、LVS概念LVS（Linux Virtual Server）：Linux 虚拟服务器LVS是个负载均衡设备，它不提供任何服务，用户请求到这里的时候，它是将客户需求转发至后端真正提供服务的服务，所以说后端的服务称作real server。
LVS分为两段，前一段称为ipvsadm（管理集群服务的命令行工具），后面一段叫做ipvs（内核模块）【提示：LVS和iptables不能同时使用】。
二、LVS类型LB（Load Balancing）：负载均衡集群特性：为了增加能力HA（High Availability）：高可用集群特性：提供服务的可用性(一年在线时间达到99.999%才行)计算方法：在线时间/(在线时间/故障处理时间)HP（[HPC]High Performance）：高性能集群特性：提供服务的性能三、LVS组成结构（负载均衡实现方案）基于DNS域名轮流解析的方法基于客户端调度访问的方法基于应用层系统负载的调度方法基于IP地址的调度方法其中基于IP的负载调度算法中，IP负载均衡技术是执行效率最高的四、LVS十种调度算法1、静态调度：①rr（Round Robin）:轮询调度，轮叫调度轮询调度算法的原理是每一次把来自用户的请求轮流分配给内部中的服务器，从1开始，直到N(内部服务器个数)，然后重新开始循环。
算法的优点是其简洁性，它无需记录当前所有连接的状态，所以它是一种无状态调度。
【提示：这里是不考虑每台服务器的处理能力】②wrr：weight,加权（以权重之间的比例实现在各主机之间进行调度）由于每台服务器的配置、安装的业务应用等不同，其处理能力会不一样。
所以，我们根据服务器的不同处理能力，给每个服务器分配不同的权值，使其能够接受相应权值数的服务请求。
③sh:source hashing,源地址散列。
主要实现会话绑定，能够将此前建立的session信息保留了源地址散列调度算法正好与目标地址散列调度算法相反，它根据请求的源IP地址，作为散列键（Hash Key）从静态分配的散列表找出对应的服务器，若该服务器是可用的并且没有超负荷，将请求发送到该服务器，否则返回空。
它采用的散列函数与目标地址散列调度算法的相同。
它的算法流程与目标地址散列调度算法的基本相似，除了将请求的目标IP地址换成请求的源IP地址，所以这里不一个一个叙述。
④Dh:Destination hashing:目标地址散列。
把同一个IP地址的请求，发送给同一个server。
目标地址散列调度算法也是针对目标IP地址的负载均衡，它是一种静态映射算法，通过一个散列（Hash）函数将一个目标IP地址映射到一台服务器。
目标地址散列调度算法先根据请求的目标IP地址，作为散列键（Hash Key）从静态分配的散列表找出对应的服务器，若该服务器是可用的且未超载，将请求发送到该服务器，否则返回空。
2、动态调度①lc（Least-Connection）：最少连接最少连接调度算法是把新的连接请求分配到当前连接数最小的服务器，最小连接调度是一种动态调度短算法，它通过服务器当前所活跃的连接数来估计服务器的负载均衡，调度器需要记录各个服务器已建立连接的数目，当一个请求被调度到某台服务器，其连接数加1，当连接中止或超时，其连接数减一，在系统实现时，我们也引入当服务器的权值为0时，表示该服务器不可用而不被调度。
简单算法：active*256+inactive(谁的小，挑谁)②wlc(Weighted Least-Connection Scheduling)：加权最少连接。
加权最小连接调度算法是最小连接调度的超集，各个服务器用相应的权值表示其处理性能。
服务器的缺省权值为1，系统管理员可以动态地设置服务器的权限，加权最小连接调度在调度新连接时尽可能使服务器的已建立连接数和其权值成比例。
简单算法：（active*256+inactive）/weight【（活动的连接数+1）/除以权重】（谁的小，挑谁）③sed(Shortest Expected Delay)：最短期望延迟基于wlc算法简单算法：（active+1)*256/weight 【（活动的连接数+1）*256/除以权重】④nq（never queue）:永不排队（改进的sed）无需队列，如果有台realserver的连接数＝0就直接分配过去，不需要在进行sed运算。
⑤LBLC（Locality-Based Least Connection）：基于局部性的最少连接基于局部性的最少连接算法是针对请求报文的目标IP地址的负载均衡调度，不签主要用于Cache集群系统，因为Cache集群中客户请求报文的布标IP地址是变化的，这里假设任何后端服务器都可以处理任何请求，算法的设计目标在服务器的负载基本平衡的情况下，将相同的目标IP地址的请求调度到同一个台服务器，来提高个太服务器的访问局部性和主存Cache命中率，从而调整整个集群系统的处理能力。
基于局部性的最少连接调度算法根据请求的目标IP地址找出该目标IP地址最近使用的RealServer，若该Real Server是可用的且没有超载，将请求发送到该服务器；若服务器不存在，或者该服务器超载且有服务器处于一半的工作负载，则用“最少链接”的原则选出一个可用的服务器，将请求发送到该服务器。
⑥LBLCR（Locality-Based Least Connections withReplication）：带复制的基于局部性最少链接带复制的基于局部性最少链接调度算法也是针对目标IP地址的负载均衡，该算法根据请求的目标IP地址找出该目标IP地址对应的服务器组，按“最小连接”原则从服务器组中选出一台服务器，若服务器没有超载，将请求发送到该服务器；若服务器超载，则按“最小连接”原则从这个集群中选出一台服务器，将该服务器加入到服务器组中，将请求发送到该服务器。
同时，当该服务器组有一段时间没有被修改，将最忙的服务器从服务器组中删除，以降低复制的程度。
五、IPVS实现负载均衡的方法NAT：地址转换（类似于DNAT）1、集群点跟director必须工作在同一个IP的网络中2、RIP通常是私有地址，仅用于各集群节点间的的通信3、director位于client和real server之间，并负责处理进出的所有通道。
4、realserver必须将网关执行DIP5、director支持端口映射6、realserver可以使用任何类型的操作系统（os）7、较大规模应用场景中，director易成为系统瓶颈DR：直接路由（及用于作为源地址）1、各集群节点跟director必须在同一个物理网络中；2、RIP可以使用公网地址，实现便携的远程管理和监控；3、director仅负责处理入站请求，形影报文则有realserver直接发往客户端4、realserver不能将网关指向DIP，而是直接指向前端网关；5、director不支持端口映射6、大多数操作系统能够用在realserver7、director能够处理更多的realserverTUN：隧道1、集群节点可以跨越Internet2、RIP必须是公网地址3、director仅负责处理入站请求，形影报文则有realserver直接发往客户端4、realserver网关不能指向director5、只有咫尺隧道功能的OS才能用于realserver6、不支持端口映射六、ipvsadm常用命令ipvsadm:1、管理集群服务添加：-A -t|u|f service-address [-sscheduler]-t：tcp协议的集群服务-u：udp协议的集群-f:FWM:防火墙标记修改：-E删除：-D-D -t|u|f service-address例如：# ipvsadm -A -t 172.16.100.1:80 -s rr2、管理集群服务中的RS添加：-a -t|u|f service-address -rserver-address [-g|i|m] [-w weight]-t|u|f service-address:事先定义好的某集群服务-r server-address:某RS的地址，在NAT模型中，可以使用IP：PORT事先端口映射 [-g|i|m]:LVS类型-g:DR-I:TUN-m:NAT[-w weight]:定义服务器权重3、修改：-e4、删除：-d -t|u|f service-address -r server-address例如：#ipvsadm -a -t 172.16.100.1:80 -r192.168.10.8 -m例如：#ipvsadm-a -t 172.16.100.1:80 -r 192.168.10.9 -m5、查看-L|l[options]-n:数字格式显示主机地址和端口号--stats:统计信息--rate:速率--timeout：显示tcp、tcpfin和udp会话的超时时间值--daemon--sort：跟协议、地址、端口进行排序，默认为升序-c：显示当前ipvs连接状况6、删除所有集群服务：-C：清空ipvs规则7、保存规则-S：（用输出重定向进行保存）格式：#ipvsadm -s >/path/to/somefile8、载入此前的规则：-R格式：#ipvsadm -R </path/to/somefile。