负载均衡集群介绍
- 主流的开源软件有LVS、keepalived、haproxy、nginx等
- 其中LVS属于四层(IP+端口)负载均衡，Nginx属于七层，haproxy既可以认为是四层，也可以当做七层使用
- keepalived的负载均衡功能其实就是lvs
- lvs这种四层负载均衡是分发端口通信的，比如MySQL；而Nginx仅仅支持URL实现负载均衡的方式，例如http、https、mail；haproxy是支持端口和URL实现的负载均衡的，所以也支持MySQL。
- 相比较来说，LVS这种四层得负载均衡更加稳定，能承受更多的请求；而Nginx这种七层的负载均衡则更加灵活，能实现更多的个性化需求
LVS 介绍
- LVS(Linux Virtual Server),是由章文嵩博士1998年5月成立的自由软件项目，主要使用器集群技术和Linux操作系统实现一个高性能、高可用的服务器
- 流行度不亚于apache的httpd，基于TCP/IP做的路由和转发，稳定性和效率很高
- LVS 有三种常见的模式：NAT、DR、IP Tunnel
- LVS 架构中有一个核心角色叫做分发器(Load balancer)，它用来分发用户的请求，还有诸多处理用户请求的服务器(Real Server, 简称rs)
LVS 三种模式
NAT模式
- 借助iptables的nat表来实现
- 用户的请求到分发器后，通过预设的iptables规则，把请求的数据包转发到后端的rs上去
- rs需要设定网关为分发起的内网IP
- 用户请求的数据包和返回给用户的数据包全部经过分发器，所以分发器成为瓶颈
- 不过只需要分发器有公网IP即可，所以比较省公网IP资源
IP Tunnel模式
- 需要有一个公共的IP(即VIP)配置在分发器和所有rs上
- 客户端请求的目标IP为vip，分发器接收到请求数据包后，会对数据包做一个加工，会把目标IP改为rs的IP，这样数据包就到了rs上
- rs接收数据包后，会还原数据包，这样目标IP为vip，因为所有rs上配置了这个vip，所以它会认为是它自己
DR模式
- 也需要有一个公共的IP配置在分发器和所有rs上，也就是vip
- 和IP Tunnel不同的是，它会把数据包的MAC地址修改为rs的MAC地址
- rs接受数据包后，会还原原始数据包，这样目标IP为vip，因为所有rs上配置了这个vip，所以它会认为是它自己
八种调度算法
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轮询/轮询（Round Robin）
调度器通过"轮叫"调度算法将外部请求按顺序轮流分配到集群中的真实服务器上，它均等地对待每一台服务器，而不管服务器上实际的连接数和系统负载。加权轮询/轮叫（Weighted Round Robin）
调度器通过"加权轮叫"调度算法根据真实服务器的不同处理能力来调度访问请求。这样可以保证处理能力强的服务器处理更多的访问流量。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况，并动态地调整其权值。最少链接（Least Connections）
调度器通过"最少连接"调度算法动态地将网络请求调度到已建立的链接数最少的服务器上。如果集群系统的真实服务器具有相近的系统性能，采用"最小连接"调度算法可以较好地均衡负载。加权最少链接（Weighted Least Connections）
在集群系统中的服务器性能差异较大的情况下，调度器采用"加权最少链接"调度算法优化负载均衡性能，具有较高权值的服务器将承受较大比例的活动连接负载。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况，并动态地调整其权值。基于局部性的最少链接（Locality-Based Least Connections）
"基于局部性的最少链接" 调度算法是针对目标IP地址的负载均衡，目前主要用于Cache集群系统。该算法根据请求的目标IP地址找出该目标IP地址最近使用的服务器，若该服务器 是可用的且没有超载，将请求发送到该服务器；若服务器不存在，或者该服务器超载且有服务器处于一半的工作负载，则用"最少链接"的原则选出一个可用的服务 器，将请求发送到该服务器。带复制的基于局部性最少链接（Locality-Based Least Connections with Replication）
"带复制的基于局部性最少链接"调度算法也是针对目标IP地址的负载均衡，目前主要用于Cache集群系统。它与LBLC算法的不同之处是它要维护从一个 目标IP地址到一组服务器的映射，而LBLC算法维护从一个目标IP地址到一台服务器的映射。该算法根据请求的目标IP地址找出该目标IP地址对应的服务 器组，按"最小连接"原则从服务器组中选出一台服务器，若服务器没有超载，将请求发送到该服务器，若服务器超载；则按"最小连接"原则从这个集群中选出一 台服务器，将该服务器加入到服务器组中，将请求发送到该服务器。同时，当该服务器组有一段时间没有被修改，将最忙的服务器从服务器组中删除，以降低复制的 程度。目标地址散列（Destination Hashing）
"目标地址散列"调度算法根据请求的目标IP地址，作为散列键（Hash Key）从静态分配的散列表找出对应的服务器，若该服务器是可用的且未超载，将请求发送到该服务器，否则返回空。源地址散列（Source Hashing）
"源地址散列"调度算法根据请求的源IP地址，作为散列键（Hash Key）从静态分配的散列表找出对应的服务器，若该服务器是可用的且未超载，将请求发送到该服务器，否则返回空。
常用的算法是前4种。