lvs4种工作模式的介绍

lvs基础知识:
章文嵩研发的：淘宝名正明
lvs:linux Virtual Server
L4:Layer 4,四层交换，四层路由

lvs管理工具:
ipvsadm/ipvs(让用户定义规则)
ipvsadm:用户空间的命令行工具，用于管理集群服务；（即规则的增删查改）

支持TCP,UDP,AH,EST,AH_EST,SCTP等诸多协议

lvs几个概念:
调度器：director,dispatcher,balancer
RS:Real Server（后端真实提供服务主机）
Client IP:CIP（客户访问的IP）
Director Virtual IP:VIP（提供外网访问的虚拟IP）
Director IP:DIP（虚拟IP主机上的真实IP）
Real Server IP:RIP（后端真实提供服务主机的IP）

lvs工作模式:
Lvs-nat:通常称为MASQUERADE
Lvs-dr(direct routing直接路由):GATEWAY
Lvs-tun(ip tunneling，隧道模式):IPIP
Lvs-fullnat:

lvs-nat模式:
请求和响应报文都经过director,而且DIP和RIP 必须在同一网段；
多目标的DNAT(iptables):它通过修改请求报文的目标IP地址（同时可能会修改目标端口）至挑选出某RS的RIP实现转发；
（1）RS应该和DIP应该使用私网地址，且RS的网关要指向DIP;
（2）请求和响应报文都经由director转发；极高负载的场景中，director可能会成系统瓶颈；
（3）支持端口映射；
（4）RS可以使用任意OS；
（5）RS的RIP和Director的DIP必须在同一IP网络；
（6）由于数据包来回都需要经过高度器，因此要开启内核转发功能，当然防火墙Iptables也要开启forward功能

lvs-dr模式（生产中最常用的模式）:
dr模式的工作原理：
a.direct routing,客户端请求报文经由director;
b.direct通过修改请求报文的目标MAC地址进行转发，将MAC改为后端RS的MAC，然后将请求发送给修改后的MAC对应的RS；
c.响应报文经由RS直接经由网关响应客户端;

在以上流程中，唯一修改的就是目标MAC
所有节点和LVS要处于一个局域网，可以是不同网段;

后端RS如何实现直接将请求直接响应：

a.在RS的lo上绑定VIP

b.抑制arp广播响应

注：修改RS主机内核的参数（抑制arp广播，因为RS会在lo上配置VIP，客户端请求时会发arp广播，如果不抑制，会有2个主机进行响应，LVS功能就会失效；在LVS和RS之间没有广播进行，LVS是直接封闭信息，经由Director算法找到RS，从而由RS直接进行转发）

（1）保证前端路由器将目标IP为VIP的请求报文发送给director;
（2）RS的RIP可以使用私有地址，但也可以使用公网地址；
（3）RS跟Director必须在同一物理网络中；可以是不同网段；
（4）请求报文经由Director调度，但响应报文一定不能经由Director;
（5）不支持端口映射；
（6）RS可以是大多数OS；
（7）RS的网关不能指向DIP;
（8）理论上只要RS可以出网即可，不是必须要配置外网IP，当然配置外网响应速度会更快（否则容易造成网关瓶颈）
（9）总的来说DR模式效率很高，但配置较麻烦，建议日PV在1000-2000WPV或并发请求1万以下的建议用haproxy/nginx模型
（10）直接对外的访问业务，例如：web服务做RS节点，RS最好用公网IP地址，如果不直接对外的业务，例如：mysql，存储系统RS节点，最好只用内部IP地址

Lvs-tun模式:（ipip隧道）
不修改请求报文的IP首部，而是通过在原有的IP首部(CIP-VIP)之外，再封装一个ip首部(DIP-RIP);
(1)RIP,DIP,VIP全得是公网地址;
(2)RS的网关不能指向DIP;
(3)请求报文必须经由director调度，但响应报文必须不能经由director;
(4)不支持端口映射；
(5)RS的OS必须支持隧道功能；
基本上同dr模式一样，只是在客户端请求的时候在首部添加一个指向RS的IP头部

Lvs-fullnat:源地址和目标地址都会改变；
director通过同时修改请求报文的上标地址和源地址进行转发；
(1)VIP是公网地址；RIP和DIP是私网地址，二者无须在同一个网络中：
(2)RS接收到的请求报文的源地址为DIP，因此要响应给DIP;
(3)请求报文和响应报文都必须经由Director；
(4)支持端口映射机制;
(5)RS的OS可以是任意OS；

官方：三种IP负载均衡技术的优缺点归纳：