针对Linux内核开发的负载均衡解决方案
1998年5月，由我国的章文嵩博士创建
官方网站: http://www.linuxvirtualserver.org
LVS 实际上相当于基于IP地址的虚拟化应用，为基于IP地址和内容请求分发的负载均衡提出了一种高效的解决方法
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，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 集群层和共享存储层。

2、LVS 的组成及作用

ipvs(ip virtual server)：LVS 是基于内核态的 netfilter 框架实现的 IPVS功能，工作在内核态。用户配置 VIP 等相关信息并传递到 IPVS 就需要用到 ipvsadm 工具。
ipvsadm：ipvsadm 是 LVS 用户态的配套工具，可以实现 VIP 和 RS 的增删改查功能，是基于 netlink 或 raw socket 方式与内核 LVS 进行通信的，如果 LVS 类比于 netfilter，那 ipvsadm 就是类似iptables 工具的地位。

作用：

主要用于多服务器的负载均衡；

工作在网络层，可实现高性能，高可用的服务器集群技术；

廉价，可把许多低性能的服务器组合在一起形成一个超级服务器；

易用，配置简单，有多种负载均衡的方法；

稳定可靠，即使在集群的服务器中某台服务器无法正常工作，也不影响整体效果；

可扩展性好；

3、LVS 与 Nginx 功能对比

LVS 比 Nginx 具有更强的抗负载能力，性能高，对内存和 CPU 资源消耗较低；

LVS 工作在网络层，具体流量由操作系统内核进行处理，Nginx 工作在应用层，可针对 HTTP 应用实施一些分流策略；

LVS 安装配置较复杂，网络依赖性大，稳定性高。Nginx 安装配置较简单，网络依赖性小；

LVS 不支持正则匹配处理，无法实现动静分离效果。Nginx 可实现这方面的功能；

LVS 适用的协议范围广。Nginx 仅支持 HTTP、HTTPS、Email 协议，适用范围小；

4、软件负载均衡的种类

Nginx ：支持 4 层 / 7 层负载均衡，支持 HTTP、E-mail 协议；

LVS ：纯 4 层负载均衡，运行在内核态，性能是软件负载均衡中最高的；

HAproxy ：是 7 层负载均衡软件，支持 7 层规则的设置，性能也不错；

优点：

简单、灵活、便宜（直接在 Linux 操作系统上安装上述所使用的软件负载均衡，部署及维护较简单，

4 层和 7 层负载均衡可根据业务进行选择也可根据业务特点，比较方便进行扩展及定制功能）；

六、LVS的负载调度算法

1、轮询(Round Robin)

将收到的访问请求按照顺序轮流分配给群集中的各节点(真实服务器) ,均等地对待每一台服务器，而不管服务器实际的连接数和系统负载

2、加权轮询 (Weighted Round Robin)

根据调度器设置的权重值来分发请求，权重值高的节点优先获得任务，分配的请求数越多
保证性能强的服务器承担更多的访问流量

3、最少连接 (Least Connections )

根据真实服务器已建立的连接数进行分配，将收到的访问请求优先分配给连接数最少的节点

4、加权最少连接(Weighted L east Connections )

在服务器节点的性能差异较大时，可以为真实服务器自动调整权重

性能较高的节点将承担更大比例的活动连接负载

七、LVS 相关的术语及说明

DS(Director Server)	前端负载均衡节点服务器
RS(Real Server)	后端真实服务器
CIP(Client IP)	客户端 IP 地址
VIP (Virtual IP)	负载均衡对外提供访问的 IP 地址，一般负载均衡 IP 都会通过 Virtual IP 实现高可用
RIP (RealServer IP)	负载均衡后端的真实服务器 IP 地址
DIP	负载均衡与后端服务器通信的 IP 地址
CMAC	客户端 MAC 地址，LVS 连接的路由器的 MAC 地址
VMAC	负载均衡 LVS 的 VIP 对应的 MAC 地址
DMAC	负载均衡 LVS 的 DIP 对应的 MAC 地址
RMAC	后端真实服务器的 RIP 地址对应的 MAC 地址

八、 ipvsadm工具

选项	功能
-A	添加虚拟服务器
-D	删除整个虚拟服务器
-s	指定负载调度算法（轮询：rr、加权轮询：wrr、最少连接：lc、加权最少连接：wlc）
-a	表示添加真实服务器（节点服务器）
-d	删除某一个节点
-t	指定 VIP地址及 TCP端口
-r	指定 RIP地址及 TCP端口
-m	表示使用 NAT群集模式
-g	表示使用 DR模式
-i	表示使用 TUN模式
-w	设置权重（权重为 0 时表示暂停节点）
-p 60	表示保持长连接60秒
-l	列表查看 LVS 虚拟服务器（默认为查看所有）
-n	以数字形式显示地址、端口等信息，常与“-l”选项组合使用。ipvsadm -lnjiu

九、LVS-NAT负载均衡群集部署

1、部署共享存储

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0
 
yum -y install nfs-utils rpcbind
 
systemctl start rpcbind.service
systemctl start nfs.service
 
systemctl enable nfs.service
systemctl enable rpcbind.service
 
mkdir /opt/liy
mkdir /opt/yong
 
chmod 777 /opt/liy
chmod 777 /opt/yong
 
vim /etc/exports
/usr/share *(ro,sync)
/opt/lic 192.168.58.0/24(rw,sync)
/opt/kiki 192.168.58.0/24(rw,sync)
 
exportfs -rv

2、配置节点服务器

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0
 
yum install httpd -y
systemctl start httpd.service
systemctl enable httpd.service
 
yum -y install nfs-utils rpcbind
showmount -e 192.168.58.19
 
systemctl start rpcbind
systemctl enable rpcbind

3、配置负载调度器

#下载工具包
yum install -y iptables iptables-utils
yum install -y ipvsadm
 
#修改网卡
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens37
 
#关闭防火墙和增强机制
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0

4、配置SNAT转发规则

vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
或
echo '1' > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
sysctl -p
 
iptables -t nat -F
iptables -F
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.58.0/24 -o ens37 -j SNAT --to-source 12.0.0.1

5、加载LVS内核模块

modprobe ip_vs          #加载 ip_vs模块
cat /proc/net/ip_vs       #查看 ip_vs版本信息

6、安装ipvsadm 管理工具

yum -y install ipvsadm

启动服务前须保存负载分配策略

ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
或
ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm
 
systemctl start ipvsadm.service

7、配置负载分配策略（NAT模式只要在服务器上配置，节点服务器不需要特殊配置）

ipvsadm -C          #清除原有策略
ipvsadm -A -t 12.0.0.1:80 -s rr
-A：添加虚拟服务器 -t:VIP ,虚拟IP所用外网网卡 -s:算法rr轮询
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.184.30:80 -m
-a：添加真实服务器 -t:VIP ,-r:真实IP地址 -m:表示使用nat模式
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.184.40:80 -m
ipvsadm           #启用策略
 
ipvsadm -ln         #查看节点状态，Masq代表 NAT模式
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm           #保存策略

十、总结

单台服务器扛不住高并发，需要进行负载均衡。

原文链接：https://blog.csdn.net/SHENxuehebinghua/article/details/125223710

一、群集的含义

1、系统性能扩展方式

2、集群解决的方法

二、群集的三种类型

1、负载均衡群集

2、高可用群集

3、高性能运算群集

三、负载均衡群集架构

负载均衡的结构：

1、负载调度器(Load Balancer或Director)

2、服务器池(Server Pool)

3、共享存储(Share Storage)

四、负载均衡群集工作模式分析

1、NAT模式(地址转换)

2、TUN模式(IP隧道)

3、DR模式(直接路由)

五、LVS虚拟服务器

1、Linux Virtual Server