标签：lvs
linux Cluster：
Cluster：计算机集合，为解决某个特定问题组合起来形成的单个系统：
类型：
LB：Load Balancing，负载均衡：
HA：High Availiablity ，高可用：
HP：High Performance，高性能：
分布式系统：
分布式存储
分布式计算
系统扩展方式：
Scale UP：向上扩展
Scale Out: 向外扩展
软件：
LVS：Linux Virtural Server/nginx(stream
四层：lvs/nginx(stream)haproxy(mode tcp)
七层：http: nginx(http upstream)/haproxy(mode http)/ats/httpd/perlbal/pound/...
基于工作的协议层次划分：
传输层（通用）：（DPORT)
LVS：
nginx：（stream）
haproxy：（mode tcp）
应用层（专用）：（自定义的请求模型分类）
proxy server
http：nginx，httpd，haproxy（mode http），...
fastcgi：nginx httpd，
mysql：mysql-proxy，
站点指标：
PV:Page View
UV：Unique Vistor
IP：
会话保持：
（1）seesion sticky
Source IP
Cookie
（2） session replication
session cluster
（3）session server
LVS：liunx Virtual Server
VS：Virtual Server
RS：Real Server
四层路由器，四层交换机：
VS：根据请求报文的目标IP和目标协议及端口将其调度转发至某RealServer，根据调度算法来挑选RS；
iptables/netfilter：
iptables：用户空间的管理工具；
netfilter：内核空间上的框架；
流入：PREROUTING --> INPUT
流出：OUTPUT --> POSTROUTING
转发：PREROUTING --> FORWARD --> POSTROUTING
DNAT：目标地址转换：PREROUTING
lvs: ipvsadm/ipvs
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：
vs：Virtual Server, Director, Dispatcher, Balancer
rs：Real Server, upstream server, backend server
CIP：Client IP, VIP: Virtual serve IP, RIP: Real server IP, DIP: Director IP
CIP <--> VIP == DIP <--> RIP
lvs集群的类型：
lvs-nat：修改请求报文的目标IP；多目标IP的DNAT；
lvs-dr：操纵封装新的MAC地址(目标MAC是某挑选出的RS的RIP所在接口的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；
LVS工作原理：
结构： LVS由前段的负载均衡器（Load Balancer，LB）和后端的真实服务器（Real Server，RS）群组成。
LVS集群的类型（四种）：
lvs-nat，lvs-dr，lvs-tun，lvs-fullnat（不是一种标准模型，而是nat模型的一种转换）
lvs -nat：
多目标IP的DNAT，通过将请求报文中的目标地址和目标端口修改为某挑出的RS的RIP和PORT实现转发；
（1）RIP和DIP必须在同一个IP网络，且应该使用私网地址；RS的网关要指向DIP；
（2）请求报文和响应报文都必须经由Director转发；Director易于成为系统瓶颈；
（3）支持端口映射，可修改请求报文的目标PORT；
（4）vs必须是Linux系统，rs可以是任意系统；
lvs-dr
Direct Rounting 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是某挑选出的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：
Director和各RS都得配置使用VIP；
(1) 确保前端路由器将目标IP为VIP的请求报文发往Director：
(a) 在前端网关做静态绑定；
(b) 在RS上使用arptables；
(c) 在RS上修改内核参数以限制arp通告及应答级别；
arp_announce：限制通告级别
0：默认值，把本机上的所有接口的所有信息向每个接口上的网络进行通告；
1：尽量避免向非直接连接网络进行通告；
2：必须避免向非本网络通告；
arp_ignore：限制响应级别
0：默认值，表示可使用本地任意接口上配置的任意地址进行响应；
1: 仅在请求的目标IP配置在本地主机的接收到请求报文接口上时，才给予响应；
(2) RS的RIP可以使用私网地址，也可以是公网地址；RIP与DIP在同一IP网络；RIP的网关不能指向DIP，以确保响应报文不会经由Director；
(3) RS跟Director要在同一个物理网络；
(4) 请求报文要经由Director，但响应不能经由Director，而是由RS直接发往Client；
(5) 不支持端口映射；
lvs-tun：
转发方式：不修改请求报文的IP首部（源IP为CIP，目标IP为VIP），而是在原IP报文之外再封装一个IP首部（源IP是DIP，目标IP是RIP），将报文发往挑选出的目标RS；RS直接响应给客户端（源IP是VIP，目标IP是CIP）；
(1) DIP, VIP, RIP都应该是公网地址；
(2) RS的网关不能，也不可能指向DIP；
(3) 请求报文要经由Director，但响应不能经由Director；
(4) 不支持端口映射；
(5) RS的OS得支持隧道功能；
lvs-fullnat：
通过同时修改请求报文的源IP地址和目标IP地址进行转发；
CIP-->DIP
VIP-->RIP
(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；但Director还要将其发往Client；
(3) 请求和响应报文都经由Director；
(4) 支持端口映射；
注意：此类型默认不支持：
ipvs scheduler(LVS的调度算法）：
根据其调度时是否考虑各RS当前的负载状态，可分为静态方法和动态方法两种：
静态方法：仅根据算法本身进行调度；
RR：roundrobin，轮询；
WRR：Weighted RR，加权轮询；
SH：Source Hashing，实现session sticy，源IP地址hash；将来自于同一个IP地址的请求始终发往第一次挑中的RS，从而实现会话绑定；
DH：Destination Hashing；目标地址哈希，将发往同一个目标地址的请求始终转发至第一次挑中的RS，典型使用场景是正向代理缓存场景中的负载均衡；
动态方法：主要根据每RS当前的负载状态及调度算法进行调度；
通过计算RS当前的Overhead值来进行选择，各计算方式如下：
LC：least connections（最少连接数）
Overhead=activeconns*256+inactiveconns
当计算结果相同时，就按照“自上而下”的轮询方式进行选择
WLC：Weighted LC（加权最少连接数）
Overhead=(activeconns*256+inactiveconns)/weigh
计算结果相同时，自上而下选择，一般首次所有RS都先轮询一遍，每个都处理一个请求，第二轮权才发挥效果，但是第一次响应请求的有可能是性能最差的服务器（如果性能最差的服务器排在最上面的话）
SED：Shortest Expection Delay（最小期望延迟)
改进版的WLC，这种算法保证了是有权重最高的RS首先响应服务，而非初始机算值都是相同造成的轮询，但是，会出现权重大的RS过多负载，而权重小的RS过于空闲
Overhead=(activeconns+1)*256/weight
NQ：Never Queue（永不排队）
此算法首次会按照权重挑选，由大到小轮询一遍，之后再按照sed算法来选择，避免了权重小的RS过于空闲
LBLC：Locality-Based LC，动态的DH算法；
LBLCR：LBLC with Replication，带复制功能的LBLC；
应用于缓存服务器，提高缓存命中率
ipvsadm/ipvs:
集群和集群之上的各RS是分开管理的：
一个ipvs主机可以同时定义多个cluster server，但可能会影响调度性能
一个ipvs服务至少应该有一个rs
ipvsadm：用户空间的集群服务管理工具
程序包：ipvsadm
Unit File: ipvsadm.service
主程序：/usr/sbin/ipvsadm
规则保存工具：/usr/sbin/ipvsadm-save
规则重载工具：/usr/sbin/ipvsadm-restore
配置文件：/etc/sysconfig/ipvsadm-config
ipvsadm命令：
核心功能：
集群服务管理：增、删、改：
集群服务的RS管理：增、删、改；
查看：
ipvsadm -A|E -t|u|f service-address [-s scheduler] [-p [timeout]] [-M netmask] [--pe persistence_engine] [-b sched-flags]
ipvsadm -D -t|u|f service-address
ipvsadm -C
ipvsadm -R
ipvsadm -S [-n]
ipvsadm -a|e -t|u|f service-address -r server-address [options]
ipvsadm -d -t|u|f service-address -r server-address
ipvsadm -L|l [options]
ipvsadm -Z [-t|u|f service-address]
管理集群服务：增、改、删：
增、改：
ipvsadm -A|E -t|u|f service-address [-s scheduler] [-p [timeout]]
删：
ipvsadm -D -t|u|f service-address
service-address：
-t|u|f：
-t：TCP协议的端口，VIP：TCP_PORT
-u：UDP协议的端口，VIP：UDP_PORT
-f：firewall MARK,是一个数字：
【-s scheduler】：指定集群的调度算法，默认为wlc
管理集群上的RS：增、改、删：
增、改：
ipvsadm -a|e -t|u|f service-address -r server-address [-g|i|m] [-w weight
删：
ipvsadm -d -t|u|f service-address -r server-address
server-address：
rip【：port】
指明LVS工作类型：
-g：gateway，即dr模式
-i： ipip，即tun模式
-m：masquerade，即nat模式
-w：weight 指定权重
查看：
ipvsadm -L|l [options]
--numeric, -n：numeric output of addresses and ports （数字格式显示ip和port）
--exact：expand numbers (display exact values)（精确值）
--connection， -c：output of current IPVS connections（显示IPVS连接）
--stats：output of statistics information（统计数据）
--rate ：output of rate information（速率）
注意：n只能写在L之后
清空：
ipvsadm -C
清空计数器：
ipvsadm -z 【-t|u|f service-address】
保存和重载：
ipvsadm -S = ipvsadm-save
ipvsadm -S > /path/to/somewhere
ipvsadm -R = ipvsadm-restore
ipvsadm -R < /path/from/rule_file
FWM:FireWall Mark
netfilter:
target: MARK, This target is used to set the Netfilter mark value associated with the packet
--set-mark value.
借助于防火墙标记来分类报文，而后基于标记定义集群服务；可将多个不同的应用使用同一个集群服务进行调度；
打标记方法（在Director主机）：
# iptables -t mangle -A PREROUTING -d $vip -p $proto --dport $port -j MARK --set-mark NUMBER
基于标记定义集群服务：
# ipvsadm -A -f NUMBER [options]
lvs persistence：持久连接
持久连接模板：实现无论使用任何调度算法，在一段时间内，能够实现将来自同一个地址的请求始终发往同一个RS；
ipvsadm -A|E -t|u|f service-address [-s scheduler] [-p [timeout]]
port Affinity：
每端口持久：每个端口对应定义为一个集群服务，每集群服务单独调度；
每防火墙标记持久：基于防火墙标记定义集群服务；可实现将多个端口上的应用统一调度，即所谓的port Affinity；
每客户端持久：基于0端口定义集群服务，即将客户端对所有应用的请求统统调度至后端主机，必须定义为持久模式；
本文出自 “lvs初步介绍” 博客，请务必保留此出处http://12720949.blog.51cto.com/12710949/1926050
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