lvs 理论3

LVS理论

LVS ( linux virtual server ) ，linux 虚拟服务器，是一个虚拟的服务器集群系统，实现一个高性能，高可用的服务器，具有良好的可伸缩性，可靠性和可管理性。

LVS 集群采用IP 负载均衡技术和基于内容请求分发技术。调度器具有很好的吞吐率，将请求均衡的转移到不同的服务器上执行，且调度器自动屏蔽掉服务器的故障。

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虚拟服务器是负载均衡体系的基本架构,它分两层结构:转发器(Director)和真实服务器

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（1）客户端访问集群的vip，请求web服务。（请求报文：源cip，目标vip）；

（2）调度器收到请求，会修改目标ip为rip，并且将请求根据相应的调度算法发往后端web服务器（请求报文：源cip，目标rip）

（3）Web服务器收到请求，发现目标ip是自己，并且也提供相应的服务，就会响应这个请求报文，并且发送给调度器。（相应报文：源rip，目标cip）

（4）调度器收到web服务器的相应报文，会根据相应的机制判断出用户的目标ip是vip，这时会修改源ip为vip发送给客户端响应。（源vip，目标cip）

不足

1. RS/ROUTER配置策略路由

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（1）客户端发送请求到调度器的vip；

（2）调度器根据调度算法选择一台real server 进行转发，这个时候的源ip为cip，目标ip为vip，如果直接转发，目标ip就为rip了，所以需要在vip到rip这个过程进行隧道封装，封装两个ip首部，转发的报文源cip目标vip，但是还会在ip首部再添加一个ip首部，目标地址是rip，这个过程要求支持隧道协议。

（3）当real server接受到数据包之后，由于ip首部的目标ip是自己，就会拆开封装，还有一个首部内容为cip请求自己的vip，就会响应这个请求给cip。（响应报文的源ip为vip，目标ip为cip）

不足

1. RS配置复杂(IPIP模块等)

2. RS上绑定VIP,风险大;

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（1）首先，客户端CIP的请求发送给LVS调度器的VIP。

（2）LVS调度器收到客户端的请求包后，会选择一台real server,将数据包的MAC地址改成选择的Real Server的MAC地址，并通过交换机（数据链路层）发送给RS服务器（因为MAC地址是rs服务器，所以，rs可以接收到该数据报。）注意：此时数据包的目的及源ip地址没有发生任何改变。

（3）A.RS的数据链路层收到发送来的数据报文请求后，会从链路层往上传给IP层，此时IP层需要验证请求的目标IP地址。因为包的目标IP（即VIP）并不是像常规数据报那样为RS的本地IP，而仅仅目的MAC地址是RS的。所以，在RS上需要绑定一个VIP，这样包的目标ip就没有发生变化。而且这个vip是隐藏的，不会响应arp解析。

B.RS处理数据包完成后，直接将应答返回给客户端，此时的源ip为vip，目标为cip，回复这个过程不经过调度器

不足

1. LVS-RS间必须在同一个VLAN

2. RS上绑定VIP,风险大;

– 某台RealServer down了,怎么办? --- 健康检测

– LVS本身down了,怎么办?---LVS冗余

Keepalived – LVS管理软件

– 健康检测:支持4/7监测;

– 主备冗余:采用VRRP协议癿HeartBeat;

– 如何配置?--- 配置文件

Keepalived –f /etc/keepalived/keepalived.conf

LVS各转发模式运维成本高

– 新转发模式FULLNAT:实现LVS-RealServer间跨vlan通讯,并且in/out流都经过LVS;

缺少***防御模块

– SYNPROXY:synflood***防御模块

– 其它TCP FLAG DDOS***防御策略

性能无法线性扩展

– Cluster部署模式

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（1）客户端发送请求给调度器。（源cip，目标vip）

（2）Vip经过调度算法，讲请求发送给real server。（源dip，目标rip）

（3）Real server 接收到请求后，发现源地址是dip，则对dip进行响应。（源rip，目标dip）

（4）调度器收到real server 的响应后，会修改数据报的源地址为vip，目标地址为cip进行响应。

主要思想:引入local address(内网ip地址),cip-vip转换为lip->rip,而 lip和rip均为IDC内网ip,可以跨vlan通讯;