LVS是linux Virtual Server的簡寫，意即Linux虛擬服務器，是一個虛擬的服務器集群系統。

三種LVS負載均衡模式

1.LVS-NAT 模式

網絡地址轉換，工作在網絡層（三層），只有VIP是公網IP，其余都是私網IP，Real Server指定LVS為網關，LVS開啟路由轉發，源和目標地址轉換，數據的進出期間,無論是進來的流量,還是出去的流量，都必須經過DR，會產生一種瓶頸，適合小網絡，規模10臺左右。

工作原理：

1、用戶發送請求報文到LVS的VIP上，VIP選擇一個Real Server，并記錄連接信息到hash表中，然后修改用戶的請求報文的目的IP地址為Real Server的地址，將請求發給Real Server;

2、Real Server收到請求報文包后，發現目的IP是自己的IP，于是處理請求，然后發送reply給LVS;

3、LVS收到reply包后，修改reply包的的源地址為VIP，發送給用戶;

4、從用戶來的屬于本次連接的包，查hash表，然后發給對應的Real Server。

5、當用戶發送完畢，此次連接結束或者連接超時，那么LVS自動從hash表中刪除此條記錄。

配置LVS server

#!/bin/sh
 # description: start LVS of Nat
 VLAN-IP=202.99.59.110
 RIP1=10.1.1.2
 RIP2=10.1.1.3
 #RIPn=10.1.1.n
 GW=10.1.1.1
 . /etc/rc.d/init.d/functions
 case "$1" in
 start)
 echo " start LVS of NAtServer"
 echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward
 echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/send_redirects
 echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/default/send_redirects
 echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/send_redirects
 echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/eth1/send_redirects(內網卡上的)
 #Clear IPVS table
 /sbin/ipvsadm -C
 #set LVS
 /sbin/ipvsadm -a -t 202.99.59.110:80 -r 10.1.1.2:80 -m -w 1
 /sbin/ipvsadm -a -t 202.99.59.110:80 -r 10.1.1.3:80 -m -w 1
 #Run LVS
 /sbin/ipvsadm
 #end
 ;;
 stop)
 echo "close LVS Nat server"
 echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward
 echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/send_redirects
 echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/default/send_redirects
 echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/send_redirects
 echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/eth1/send_redirects(內網卡上的)
 /sbin/ipvsadm -C
 ;;
 *)
 echo "Usage: $0 {start|stop}"
 exit 1
 esac 

LVS-Nat 模式的后端機器不需要配置.

2.LVS-DR 模式

調度器與實際服務器都有一塊網卡連在同一物理網段上，直接路由模式，工作在TCP/IP數據鏈路層(二層)，必須都是公網ip，要求是同網段（因為DR是轉發給RS的，是在數據鏈路層實現的，DR要對二層包頭進行改換，所以DR和Real Server必須在一個廣播域下）。不需要路由轉發。需要關閉arp解析（抑制arp幀），客戶請求處理后直接返回給客戶。規模幾十臺左右。

工作原理：

1、當一個用戶發送一個WEB請求到VIP；

2、LVS服務器根據VIP選擇對應的Real Server的Pool，根據算法，在Pool中選擇一臺Real Server，并將這臺Real Server的mac地址作為目的MAC地址，重新將IP包封裝成幀轉給Real Server，LVS在hash表中記錄該次連接；

3、然后將用戶的請求包發給選擇的Real Server；

4、最后選擇的Real Server把應答包直接傳給用戶；

5、當用戶繼續發包過來時，LVS根據更才記錄的hash表的信息，將屬于此次連接的請求直接發到剛才選擇的Real Server上；當連接中止或者超時，hash表中的記錄將被刪除。

配置LVS server

#！/bin/sh
 VIP=192.168.0.210
 RIP1=192.168.0.175
 RIP2=192.168.0.145
 . /etc/rc.d/init.d/functions
 case "$1" in
 start)
 echo "start LVS of DirectorServer"
 #Set the Virtual IP Address
 /sbin/ifconfig eth0:1 $VIP broadcast $VIP netmask 255.255.255.255 up
 /sbin/route add -host $VIP dev eth0:1
 #Clear IPVS Table
 /sbin/ipvsadm -C
 #Set Lvs
 /sbin/ipvsadm -A -t $VIP:80 -s rr
 /sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP1:80 -g
 /sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP2:80 -g
 #Run Lvs
 /sbin/ipvsadm
 ;;
 stop)
 echo "close LVS Directorserver"
 /sbin/ipvsadm -C
 /sbin/ifconfig eth0:1 down
 ;;
 *)
 echo "Usage： $0 {start|stop}"
 exit 1
 esac

配置 RIP server

#!/bin/bash
 VIP=192.168.0.210
 LOCAL_Name=50bang
 BROADCAST=192.168.0.255 #vip's broadcast
 . /etc/rc.d/init.d/functions
 case "$1" in
 start)
 echo "reparing for Real Server"
 echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
 echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
 echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
 echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
 ifconfig lo:0 $VIP netmask 255.255.255.255 broadcast $BROADCAST up
 /sbin/route add -host $VIP dev lo:0
 ;;
 stop)
 ifconfig lo:0 down
 echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
 echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
 echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
 echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
 ;;
 *)
 echo "Usage: lvs {start|stop}"
 exit 1
 esac 

3.IP隧道模式

ip-tun模式，工作在網絡層（三層），網卡需要具備tun隧道協議網卡，系統支持ip隧道，增加了數據傳輸時間，必須都是公網ip，可以是不同網段，跨路由，分散互聯網不同位置，不需要路由轉發。規模幾十臺左右。

配置lvs server

#!/bin/sh
 # description: start LVS of Directorserver
 VIP=192.168.25.41（注意，lvs server那臺機器2個ip，一個是vip,一個是本身ip例如192.168.25.42）
 RIP1=192.168.25.44
 RIP2=192.168.25.45
 #RIPn=192.168.0.n
 GW=192.168.25.254
 . /etc/rc.d/init.d/functions
 case "$1" in
 start)
 echo " start LVS of DirectorServer"
 # set the Virtual IP Address
 /sbin/ifconfig tunl0 $VIP broadcast $VIP netmask 255.255.255.0 up
 /sbin/route add -host $VIP dev tunl0
 #Clear IPVS table
 /sbin/ipvsadm -C
 #set LVS
 /sbin/ipvsadm -A -t $VIP:80 -s rr
 /sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP1:80 -i
 /sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP2:80 -i
 #/sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP3:80 -i
 #Run LVS
 /sbin/ipvsadm
 #end
 ;;
 stop)
 echo "close LVS Directorserver"
 ifconfig tunl0 down
 /sbin/ipvsadm -C
 ;;
 *)
 echo "Usage: $0 {start|stop}"
 exit 1
 esac 

配置real server

#!/bin/sh
 # ghb in 20060812
 # description: Config realserver tunl port and Apply arp patch
 VIP=192.168.25.43
 . /etc/rc.d/init.d/functions
 case "$1" in
 start)
 echo "Tunl port starting"
 ifconfig tunl0 $VIP netmask 255.255.255.0 broadcast $VIP up
 /sbin/route add -host $VIP dev tunl0
 echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/tunl0/arp_ignore
 echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/tunl0/arp_announce
 echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
 echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
 sysctl -p
 ;;
 stop)
 echo "Tunl port closing"
 ifconfig tunl0 down
 echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
 echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
 ;;
 *)
 echo "Usage: $0 {start|stop}"
 exit 1
 esac 

VS 三種工作模式的優缺點比較

一、Virtual server via NAT（VS-NAT）

優點：集群中的物理服務器可以使用任何支持TCP/IP操作系統，物理服務器可以分配Internet的保留私有地址，只有負載均衡器需要一個合法的IP地址。

缺點：擴展性有限。當服務器節點（普通PC服務器）數據增長到20個或更多時,負載均衡器將成為整個系統的瓶頸，因為所有的請求包和應答包都需要經過負載均衡器再生。假使TCP包的平均長度是536字節的話，平均包再生延遲時間大約為60us（在Pentium處理器上計算的，采用更快的處理器將使得這個延遲時間變短），負載均衡器的最大容許能力為8.93M/s，假定每臺物理服務器的平臺容許能力為400K/s來計算，負責均衡器能為22臺物理服務器計算。

解決辦法：即使是是負載均衡器成為整個系統的瓶頸，如果是這樣也有兩種方法來解決它。一種是混合處理，另一種是采用Virtual Server via IP tunneling或Virtual Server via direct routing。如果采用混合處理的方法，將需要許多同屬單一的RR DNS域。你采用Virtual Server via IP tunneling或Virtual Server via direct routing以獲得更好的可擴展性。也可以嵌套使用負載均衡器，在最前端的是VS-Tunneling或VS-Drouting的負載均衡器，然后后面采用VS-NAT的負載均衡器。

二、Virtual server via IP tunneling（VS-TUN）

我們發現，許多Internet服務（例如WEB服務器）的請求包很短小，而應答包通常很大。

優點：負載均衡器只負責將請求包分發給物理服務器，而物理服務器將應答包直接發給用戶。所以，負載均衡器能處理很巨大的請求量，這種方式，一臺負載均衡能為超過100臺的物理服務器服務，負載均衡器不再是系統的瓶頸。使用VS-TUN方式，如果你的負載均衡器擁有100M的全雙工網卡的話，就能使得整個Virtual Server能達到1G的吞吐量。

不足：但是，這種方式需要所有的服務器支持"IP Tunneling"(IP Encapsulation)協議，我僅在Linux系統上實現了這個，如果你能讓其它操作系統支持，還在探索之中。

三、Virtual Server via Direct Routing（VS-DR）

優點：和VS－TUN一樣，負載均衡器也只是分發請求，應答包通過單獨的路由方法返回給客戶端。與VS-TUN相比，VS-DR這種實現方式不需要隧道結構，因此可以使用大多數操作系統做為物理服務器，其中包括：Linux 2.0.36、2.2.9、2.2.10、2.2.12；Solaris 2.5.1、2.6、2.7；FreeBSD 3.1、3.2、3.3；NT4.0無需打補丁；IRIX 6.5；HPUX11等。