LVS调度算法详解

「这是我参与11月更文挑战的第28天，活动详情查看：2021最后一次更文挑战」

LVS调度算法概述

LVS根据后端服务器的负载，或其他的计算的标准，判断挑选哪台RS来进行请求处理。调度算法主要分为”静态调度算法”、”动态调度算法"。

静态调度算法：RR、WRR、SH、DH
动态调度算法：LC、WLC、SED、NQ、LBLC、LBLCR

LVS静态调度算法

静态：仅根据算法本身进行调度，不考虑后端实际负载情况（起点公平）

RR调度算法

RR：round robin轮询调度算法，将每一次用户的请求，轮流分配给Real Server节点。

[root@lb01 ~]# ipvsadm -E -t 172.16.1.100:80 -s rr

[root@lb01 ~]# ipvsadm -L -n
IP virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
	-> RemoteAddress:Port	Forward Weight	ActiveConn	InActConn
TCP 172.16.1.100:80 rr
	-> 172.16.1.7:80		Route	1		0			0
	-> 172.16.1.8:80		Route	1		0			0
复制代码

WRR调度算法

WRR：Weighted round robin加权轮询调度算法，根据服务器的硬件情况、以及处理能力，为每台服务器分配不同的权值，使其能够接受相应权值的请求。

[root@lb01 ~]# ipvsadm -E -t 172.16.1.100:80 -s wrr
[root@lb01 ~]# ipvsadm -e -t 172.16.1.100:80 -r 172.16.1.5:80 -g -W 5
[root@lb01 ~]# ipvsadm -e -t 172.16.1.100:80 -r 172.16.1.6:80 -g -W 1
[root@lb01 ~]# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler F]ags
	-> RemoteAddress:Port	Forward	Weight	ActiveConn	InActConn
TCP 172.16.1.100:80 wrr
	-> 172.16.1.7:80		Route	5		0			0
	-> 172.16.1.8:80		Route	1		0			0
复制代码

SH调度算法

SH：Source Hashing源地址hash调度算法，将请求的源IP地址进行Hash运算，得到一个具体的数值，同时对后端服务器进行编号，按照运算结果将请求分发到对应编号的服务器上。

可以实现不同来源IP的请求进行负载分发；
同时还能实现相同来源IP的请求始终被派发至某一台特定的节点；

[root@lb01 ~]# ipvsadm -E -t 172.16.1.100:80 -s sh
[root@lb01 ~]# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port scheduler Flags
	-> RemoteAddress:Port	Forward	Weight	ActiveConn	InActConn
TCP 172.16.1.100:80 sh 		# 配置了Weight无效
	-> 172.16.1.7:80		Route	5		0			3
	-> 172.16.1.8:80		Route	1		0			1
复制代码

DH调度算法

DH：destination hash目标地址hash将客户端的请求，始终发往同一个RS。

应用场景：LVS-Cache-源站，始终调度到指定的cache，加速用户体验。

[root@lb01 ~]# ipvsadm -E -t 172.16.1.100:80 -s dh 
[root@lb01 ~]# ipvsadm -L -n
IP virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
	-> RemoteAddress:Port	Forward	Weight	ActiveConn	InActConn
TCP 172.16.1.100:80 dh
	-> 172.16.1.7:80		Route	5		0			0
	-> 172.16.1.8:80		Route	1		0			0
复制代码

LVS动态调度算法

动态：根据算法及RS节点负载状态进行调度，较小的RS将被调度（保证结果公平）

LC调度算法

LC：Least-Connection最少连接数调度算法，哪台RS连接数少就将请求凋度至哪台RS。

算法：Overhead = (Active * 256 + Inactive仅连接)一个活动连接相当于256个非活动连接。

WLC调度算法

WLC：Weighted Least-Connection加权最小连接数（默认调度算法），在服务器性能差异较大的情况下，采用“加权最少链接”调度算法优化负载均衡性能，权值较高的RS节点，将承受更多的连接；负载均衡可以自动问询RS节点服务器的负载状态，通过算法计算当前连接数最少的节点，而后将新的请求调度至该节点。

算法：Overhead = (Active * 256 + Inactive)/Weight

SED调度算法

SED：Shortest Expected Delay最短期望延迟，尽可能让权重高的优先接收请求，不再考虑非活动状态，把当前处于活动状态的数目+1，通过算法计算当前连接数最少的节点，而后将新的请求调度至该节点。

算法：在WLC基础上改进，Overhead = (ACTIVE+1) * 256/Weight

NQ调度算法

NQ：Never Queue永不排队/最少队列调度

原理：SED算法由于某台服务器的权重较小，比较空闲，甚至接收不到请求，而权重大的服务器会很忙，而NQ算法是说不管权重多大都会被分配到请求。简单来说，就是无需队列，如果有台Real Server的连接数为0会直接分配过去，后续采用SED算法。
算法：Overhead = (ACTIVE+1) * 256/Weight

LBLC调度算法

LBLC：Locality-Based Least- Connection动态目标地址hash调度算法，解决DH调度算法负载不均衡。

应用场景：LVS-cache-源站，此前DH算法始终调度到后端Cache1节点，会造成Cache1负载过高，LBLC会根据负载均衡动态调度到后端其他cache节点。

LBLCR调度算法

LBLCR：Locality-Based Least-Connection with Replication带复制功能的LBLC算法，解决LBLC负载不均衡的问题，从负载重的复制到负载轻的RS。

应用场景：LVS-cache-源站，此前LBLC算法始终调度到后端Cache1节点，会造成Cache1负载过高，会根据负载均衡动态调度到后端其他Cache节点，同时也会将缓存数据同步一份至Cache1、Cache2节点。