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LVS应用方案介绍

郭贤亮

2015年8月25日星期二

议题

LVS基本介绍

LVS三种部署模式

LVS参考案例

LVS是什么？

LVS是LinuxVirtualServer的简写，即Linux虚拟服务器，是一个虚拟的服务器集群系统。项目在1998年5月由章文嵩博士成立，是中国国内最早出现的开源软件项目之一。

LVS宗旨

LVS使用集群技术和Linux操作系统实现一个高性能、高可用的服务器.

很好的可伸缩性（Scalability）

很好的可靠性（Reliability）

很好的可管理性（Manageability）

LVS技术简介

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，将请求均衡地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，从而将一组服务器构成一个高性能的、高可用的虚拟服务器。整个服务器集群的结构对客户是透明的，而且无需修改客户端和服务器端的程序。具有透明性、可伸缩性、高可用性和易管理性。

物理层：物理接口规范，传输比特流,网卡是工作在物理层的。

数据层：成帧，保证帧的无误传输，MAC地址，形成EHTHERNET帧

网络层：路由选择，流量控制，IP地址，形成IP包

传输层：端口地址，如HTTP对应80端口。TCP和UDP工作于该层,还有就是差错校验和流量控制。

会话层：组织两个会话进程之间的通信,并管理数据的交换使用

NETBIOS和WINSOCK协议。QQ等软件进行通讯因该是工作在会话层的。表示层：使得不同操作系统之间通信成为可能。

应用层：对应于各个应用软件

LVS技术特点

可伸缩网络服务的结构中都需要一个前端的负载调度器（或者多个进行主从备份）。

在虚拟网络服务的主要技术实现上，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。

LVS采用IP负载均衡技术：

①通过网络地址转换（NetworkAddressTranslation）将一组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（VirtualServerviaNetworkAddressTranslation）。

②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（VirtualServerviaIPTunneling）

③在分析VS/NAT的缺点和网络服务的非对称性的基础上，通过直接路由实现虚拟服务器的方法VS/DR（VirtualServerviaDirectRouting）。

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。

虚拟IP原理

LVS对外提供一个虚拟IP供外部访问，一般会采用两台互为主备的机器，在两台机器的网卡上同时绑定这个虚拟IP，通过定时心跳检测，如果Master没有相应，Slave机器会接管虚拟IP的请求到本机。

原理即通过ARP协议，Master会通知所有同一子网内的机器，虚拟IP绑定当前MAC地址，每台子网内的机器都对这个ARP对应子网地址缓存。

举例说明：

(19)at00:21:5A:DB:68:E8[ether]onbond0(17)at00:21:5A:DB:68:E8[ether]onbond0(18)at00:21:5A:DB:7F:C2[ether]onbond0

17、18是两台真实主机地址，其中17为对外提供数据库服务的Master主机，

18为热备的Slave主机。19为虚IP地址再看看217宕机后的arp缓存：

(19)at00:21:5A:DB:7F:C2[ether]onbond0(17)at00:21:5A:DB:68:E8[ether]onbond0(18)at00:21:5A:DB:7F:C2[ether]onbond0

当218发现217宕机后会向网络发送一个ARP数据包，告诉所有主机19这个IP对应的MAC地址是

00:21:5A:DB:7F:C2，这样所有发送到219的数据包都会发送到mac地址为00:21:5A:DB:7F:C2的机器，也就是218的机器

议题

LVS基本介绍

LVS三种部署模式

LVS参考案例

VirtualserverviaNAT（VS-NAT）

优点：集群中的物理服务器可以使用任何支持TCP/IP操作系统，物理服务器可以分配Internet的保留私有地址，只有负载均衡器需要一个合法的IP地址。

缺点：扩展性有限。