LVS 内核实现分析（1）

1概述

LVS(Linux Virtual Server)是Linux内核中实现的一个虚拟服务器，是国内的开发者开发的一个自由软件项目，它的主要作用是负载均衡。它有两部分组成，一个是内核中的核心处理叫IPVS，另一个是用户空间的配置工具ipvsadm，IPVS是Linux内核的一个框架，是在Linux内核的netfilter框架基础之上实现的，在三个HOOK点添加了自己的处理函数。IPVS是以IP做的负载均衡，也即是三层的负载均衡，这个和haproxy、nginx是有区别的。

LVS技术要达到的目标是：通过LVS提供的负载均衡技术和Linux操作系统实现一个高性能、高可用的服务器群集，它具有良好可靠性、可扩展性和可操作性。可以以低廉的成本实现较高的服务性能。

IPVS的官方网址为：http://www.linuxvirtualserver.org/，下面分析的内核版本为Linux-2.6.32。

2. LVS的三种模式

LVS实现了三种转发类型：

l LVS-NAT模型，称为网络地址转换，实现起来比较简单，类似于NAT，比NAT简单很多；

l LVS-DR模型，称为直接路由模型，主要是修改MAC地址；

l LVS-TUN模型，称为隧道模型，添加一层IP封装。

2.1 LVS-NAT模型的特点

1) 所有的RealServer集群节点和前端调度器Director都要在同一个子网中

2) 通常情况下RealServer的IP地址(以下简成RIP)为私有地址，便于RealServer集群节点之间进行通信

3) 通常情况下前端的Director有两个IP地址，一个为VIP，是虚拟的IP地址，客户端向此IP地址发起请求。一个是DIP，是真正的Director的IP地址，RIP的网关要指向Director的DIP。

4) RealServer的操作系统可以是任意操作系统

5) 前端的Director既要处理客户端发起的请求，又要处理后台RealServer的响应信息，将RealServer响应的信息再转发给客户端

6) 前端Director很容易成为整个集群系统性能的瓶颈。

2.2 LVS_DR模型的特点

1) 所有的RealServer集群节点和前端调度器Director都要在同一个物理网络中

2) RIP可以使用公网的IP

3) RIP的网关不能指向DIP

4) 前端的Director只处理客户端的请求，然后将请求转发给RealServer，由后台的RealServer直接响应客户端，不再经过Director

2.3 LVS_TUN模型的特点

1) RealServer服务器与前端的Director可以在不同的网络中

2) RIP一定不能是私有IP

3) 前端的Director只处理客户端的请求，然后将请求转发给RealServer，由后台的RealServer直接响应客户端，不再经过Director