LB集群的实现

硬件：
F5 BIG-IP
Citrix NetScaler
A10 A10
Array
Redware

软件：
lvs
haproxy
nginx
httpd
varnish
ats(apache traffic server)
perlbal

基于工作的协议层次划分：
    传输层：
        lvs，haproxy（mode tcp）
    应用层：
        haproxy，nginx，ats，perlbal

lvs：
章文嵩：正明：
lvs：Linux Virtual Server

l4：四层交换，四层路由
    根据请求报文的目标IP和PORT将其转发至后端主机集群中的某一台主机（根据挑选算法）

    netfilter:
        PREROUTING --> INPUT
        PREROUTING --> FoRWARD --> POSTROUTING
        OUTPUT --> POSTROUTING

lvs
    ipvsadm/ipvs

    ipvsadm: 用户控件的命令行工具，用于管理集群服务
    ipvs：工作内核中的netfilter INPUT钩子上

    支持TCP， UDP， AH， EST ， AH_EST ， SCTP等诸多协议

lvs arch：
    调用度器：director , dispatcher, balancer
    RS：Real Server

    Client IP：CIP
    Director Virtual IP ：VIP
    Director IP：DIP
    Real Server IP： RIP

lvs type：
    lvs-nat
    lvs-dr（direct routing）
    lvs-tun（ip tunneling）
    lvs-fullnat

    lvs-nat：
        多目标的DNAT（iptables）：它通过修改请求报文的目标IP地址（同时可能会修改目标端口）至挑选出某RS的RIP地址实现转发

        （1）RS应该和DIP使用私有网址，且RS的网关要指向DIP
        （2）请求和响应报文都要经由director转发，极高负载场景中，director可能成为系统瓶颈
        （3）支持端口映射
        （4）RS可以使用任意OS
        （5）RS的RIP和Director的DIP必须在同一IP网络

    lvs-dir：direct routing
        它通过修改请求报文的目标mac地址进行转发
            Director：VIP，DIP
            RSs： RIP，VIP
        （1）保证前端路由将目标IP为VIP的请求报文发送给director
            解决方案：
                静态绑定
                arptables
                修改RS主机内核的参数
        （2）RS的RIP可以使用私有地址，但也可以使用公网地址
        （3）RS跟Director必须在同一物理网络中
        （4）请求报文经由Director调度，但响应报文不一定经由Director
        （5）不支持端口映射
        （6）RS可以大多数OS
        （7）RS的网关不能指向DIP

LVS-TYPE：
    lvs-nat : MASQUERADE
    lvs-dr: GATEWAY
    lvs-tun: IPIP
    lvs-fullnat

lvs-nat: 请求和响应报文都经由director
lvs-dr： 仅请求报文经由director，响应报文是由RS直接响应给Client

ipvs（2）
lvs-type:
lvs-nat: RIP与DIP必须在同一网段
lvs-dr： Director与RS必须在同一物理网络
lvs-tun：
不修改请求报文的ip首部，而是通过在原有的ip首部（cip <–> vip）之外，再封装一个ip首部（dip<–>rip）：
（1）RIP,DIP,VIP 全得是公网地址
（2）RS的网关不能指向DIP
（3）请求报文必须经由director调度，但响应报文必须不能经由director
（4)不支持端口映射
（5）RS的OS必须支持隧道功能

lvs-fullnat：
    director通过同时修改请求报文的目标地址和源地址进行转发：
        （1）VIP是公网地址，RIP和DIP是私网地址，二者无需在同一网络中
        （2）RS接收到的请求报文的源地址为DIP，因此要响应给DIP
        （3）请求报文和响应报文都必须经由Director
        （4）支持端口映射机制
        （5）RS可以使用任意OS

http: stateless
session保持：
session绑定：
source ip hash
cookie
session集群：

session服务器：

lvs scheduler：
静态方法：仅根据算法本身进行调度：
RR: round robin, 论调
WRR：weighted rr
SH：source hash 实现session保持的机制，将来自同一个ip的请求始终调度到同一RS
DH：destination hash，将对同一个目标的请求始终发往同一个RS
动态方法：根据算法及各RS的当前负载状态进行调度：
Overhead=
LC：Least Connection
Overhead= Active256+Inactive
WLC： weight LC
Overhead=（Active256+Inactive）/weight
SED：Shortest Expection Delny
Overhead=（Active+1）*256/weigth
NQ： Never Quenu
SED算法的改进
LBLC：Locality-Based LC，即为动态的DH算法
正向代理情形下的cache server调度

LBLCR：Locality-Based Least-Connection with Replication，带复制功能的LBLC算法

ipvs的集群服务：
tcp，udp，ah，esp，ah_esp，sctp
（1）一个ipvs主机可以同时定义多个cluster service
tcp， udp
（2）一个cluster service上至少应该一个real server
定义时：指明lvs-type，以及lvs scheduler

ipvsadm的用法：
管理集群服务
ipvsadm -A|E -t|u|f service-address [-s scheduler]
ipvsadm -D -t|u|f service-address
ipvsadm -C
ipvsadm -L|l [options]

    service-address:
        tcp: -t ip:port
        udp: -u ip:port
        fwm: -f mark  

    -s scheduler:
        默认为wlc 

管理集群服务中的RS
    ipvsadm -a|e -t|u|f service-address -r server-address
    ipvsadm -d -t|u|f service-address -r server-address

    server-address:
        ip[:port]

    lvs-type :
        -g: gateway, dr
        -i: ipip, tun
        -m: masquerade, nat


清空和查看：
    ipvsadm -C
    ipvsadm -L|l [options]

保存和重载：
    ipvsadm -R
    ipvsadm -S [-n]

置零计数器：
    ipvsadm -Z [-t|u|f service-address]

lvs-nat：

nat模型实现http和https两种负载均衡集群：
    ssl：
        RS：都要提供同一个私钥和同一个证书

lvs-dr:
    两个

我们不能失去信仰

LB集群的学习笔记

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