A、LVSの概要
LVS（Linux仮想サーバ）、Linuxの仮想サーバーは、現在、LVSはLinuxカーネルモジュールに統合されている、博士は張温曲プロジェクトのオープンソースの負荷分散が主導しています。プロジェクトの実装IPベースのデータは、図1に示すアーキテクチャスケジューリング方式を、ロードバランシングを要求し、会社の外部のサーバロードバランシングは、エンドユーザーの要求がWeb LVS Linuxカーネルのスケジューラに送信され、外部のインターネットアクセスからユーザー端末エンドユーザアクセススケジューラがLVSいる間、スケジューラが予め設定されたアルゴリズムのその後端に応じてWebサーバに要求を送信することを決定し、例えば、ポーリングアルゴリズムは、後端部の全ての平均に外部サーバに要求することができますユーザーに実際のバックエンドサーバーに転送するが、実際のサーバ接続が同じメモリであれば、同じサービスにもかかわらず、その実サーバへのアクセスのエンドユーザーにサービスを提供され、サービスが得る同じですが、クラスタ全体すべて透明のために。最後に、LVSの伝送モードに応じて、実サーバは、ユーザが必要とするエンドユーザーのデータに別の方法を選択します、動作モードには、LVS NATモード、TUNモードとDRモードに分かれています。
第二に、解決の3つの動作モード。
NATモードのバランスをとるLVS負荷に基づいて1、
NAT役割は、データパケットのヘッダを変更することです（ネットワークアドレス変換）、すなわち、ネットワークアドレス変換は、プライベートIPアドレスは、企業内、企業内に配置されたプライベートIPホストにアクセスできる外部のユーザーと同様に、インターネットにアクセスできるようになっています。図2に示されているVS / NAT動作モードトポロジー、LVS負荷スケジューラは、内部のスイッチング素子、eth1の機器と外部ネットワークのIPを介して相互に接続された2つの異なるIPアドレスをNIC構成は、eth0セットプライベートIPネットワークを使用することができます外部ネットワーク接続。
実サーバとは反対に、会社の住所、上記ネットワーク負荷外のデバイスのバランスを解決するには、インターネットDNSサーバーを介して、ユーザは、また、VIP（仮想IPアドレス）として知られている外部ネットワークIPを、LVS最初のステップは、ユーザアクセスVIPを通じて、あなたは接続することができます実サーバ（実サーバ）を終了し、すべてこれはユーザーに対して透過的で、ユーザーは、彼が実サーバで訪れると思ったが、彼は自分自身のVIPアクセスがちょうどスケジューラです知りませんでした、それは本当のバックエンド不明ですどこのサーバ、実サーバの数。
第二のステップは、ユーザは、124.126.147.168にLVSは実サーバ（〜192.168.0.3 192.168.0.1）が予め設定されたアルゴリズム、データ・パケットの実サーバへの転送要求に応じて選択された今回の後端に要求を送信し、そしてLVSは、パケットの宛先アドレスと宛先ポートを変更します転送する前に、宛先アドレスと宛先ポートが選択された実サーバのIPアドレスと対応するポートに変更されます。
第三ステップの後、LVSスケジューラに実サーバの応答データパケットのバックには、スケジューラは、完成された送信元アドレスと送信元ポート意志の変更を取得するために、データパケットに応じて、スケジューラで対応するポートを変更し、スケジューラVIPですまた、エンドユーザに対する応答パケットバック、LVSハッシュテーブルスケジューラ接続があるので、記録され、接続要求メッセージ、ハッシュからディスパッチャへの接続を有する次のデータパケットを転送します表には、前のレコードに直接接続され、記録情報に基づいて同じ実サーバおよびポート情報を選出することができます。
2、ベースTUNのバランスをとるLVSロード
在LVS（NAT）模式的集群环境中，由于所有的数据请求及响应的数据包都需要经过LVS调度器转发，如果后端服务器的数量大于10台，则调度器就会成为整个集群环境的瓶颈。我们知道，数据请求包往往远小于响应数据包的大小。因为响应数据包中包含有客户需要的具体数据，所以LVS（TUN）的思路就是将请求与响应数据分离，让调度器仅处理数据请求，而让真实服务器响应数据包直接返回给客户端。VS/TUN工作模式拓扑结构如图3所示。其中，IP隧道（IP tunning）是一种数据包封装技术，它可以将原始数据包封装并添加新的包头（内容包括新的源地址及端口、目标地址及端口），从而实现将一个目标为调度器的VIP地址的数据包封装，通过隧道转发给后端的真实服务器（Real Server），通过将客户端发往调度器的原始数据包封装，并在其基础上添加新的数据包头（修改目标地址为调度器选择出来的真实服务器的IP地址及对应端口），LVS（TUN）模式要求真实服务器可以直接与外部网络连接，真实服务器在收到请求数据包后直接给客户端主机响应数据。
3、基于DR的LVS负载均衡
在LVS（TUN）模式下，由于需要在LVS调度器与真实服务器之间创建隧道连接，这同样会增加服务器的负担。与LVS（TUN）类似，DR模式也叫直接路由模式，其体系结构如图4所示，该模式中LVS依然仅承担数据的入站请求以及根据算法选出合理的真实服务器，最终由后端真实服务器负责将响应数据包发送返回给客户端。与隧道模式不同的是，直接路由模式（DR模式）要求调度器与后端服务器必须在同一个局域网内，VIP地址需要在调度器与后端所有的服务器间共享，因为最终的真实服务器给客户端回应数据包时需要设置源IP为VIP地址，目标IP为客户端IP，这样客户端访问的是调度器的VIP地址，回应的源地址也依然是该VIP地址（真实服务器上的VIP），客户端是感觉不到后端服务器存在的。由于多台计算机都设置了同样一个VIP地址，所以在直接路由模式中要求调度器的VIP地址是对外可见的，客户端需要将请求数据包发送到调度器主机，而所有的真实服务器的VIP地址必须配置在Non-ARP的网络设备上，也就是该网络设备并不会向外广播自己的MAC及对应的IP地址，真实服务器的VIP对外界是不可见的，但真实服务器却可以接受目标地址VIP的网络请求，并在回应数据包时将源地址设置为该VIP地址。调度器根据算法在选出真实服务器后，在不修改数据报文的情况下，将数据帧的MAC地址修改为选出的真实服务器的MAC地址，通过交换机将该数据帧发给真实服务器。整个过程中，真实服务器的VIP不需要对外界可见。
三、LVS负载均衡调度算法
根据前面的介绍，我们了解了LVS的三种工作模式，但不管实际环境中采用的是哪种模式，调度算法进行调度的策略与算法都是LVS的核心技术，LVS在内核中主要实现了一下十种调度算法。
1.轮询调度
轮询调度（Round Robin 简称’RR’）算法就是按依次循环的方式将请求调度到不同的服务器上，该算法最大的特点就是实现简单。轮询算法假设所有的服务器处理请求的能力都一样的，调度器会将所有的请求平均分配给每个真实服务器。
2.加权轮询调度
加权轮询（Weight Round Robin 简称’WRR’）算法主要是对轮询算法的一种优化与补充，LVS会考虑每台服务器的性能，并给每台服务器添加一个权值，如果服务器A的权值为1，服务器B的权值为2，则调度器调度到服务器B的请求会是服务器A的两倍。权值越高的服务器，处理的请求越多。
3.最小连接调度
最小连接调度（Least Connections 简称’LC’）算法是把新的连接请求分配到当前连接数最小的服务器。最小连接调度是一种动态的调度算法，它通过服务器当前活跃的连接数来估计服务器的情况。调度器需要记录各个服务器已建立连接的数目，当一个请求被调度到某台服务器，其连接数加1；当连接中断或者超时，其连接数减1。
（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比较好地均衡负载。)
4.加权最小连接调度
加权最少连接（Weight Least Connections 简称’WLC’）算法是最小连接调度的超集，各个服务器相应的权值表示其处理性能。服务器的缺省权值为1，系统管理员可以动态地设置服务器的权值。加权最小连接调度在调度新连接时尽可能使服务器的已建立连接数和其权值成比例。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。
5.基于局部的最少连接
基于局部的最少连接调度（Locality-Based Least Connections 简称’LBLC’）算法是针对请求报文的目标IP地址的 负载均衡调度，目前主要用于Cache集群系统，因为在Cache集群客户请求报文的目标IP地址是变化的。这里假设任何后端服务器都可以处理任一请求，算法的设计目标是在服务器的负载基本平衡情况下，将相同目标IP地址的请求调度到同一台服务器，来提高各台服务器的访问局部性和Cache命中率，从而提升整个集群系统的处理能力。LBLC调度算法先根据请求的目标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，则使用’最少连接’的原则选出一个可用的服务器，将请求发送到服务器。
6.带复制的基于局部性的最少连接
带复制的基于局部性的最少连接（Locality-Based Least Connections with Replication 简称’LBLCR’）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。按’最小连接’原则从该服务器组中选出一一台服务器，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’原则从整个集群中选出一台服务器，将该服务器加入到这个服务器组中，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。
7.目标地址散列调度
目标地址散列调度（Destination Hashing 简称’DH’）算法先根据请求的目标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并未超载，将请求发送到该服务器，否则返回空。
8.源地址散列调度U
サーバーが利用可能な場合、ハッシュ静的割り当てのリストから該当するサーバーを見つけるために、ハッシュキー（ハッシュキー）として、要求の送信元IPアドレスに基づいて送信元アドレスのハッシュ（ソースハッシュの略語「SH」）アルゴリズムのスケジュールとし、オーバーロードされていない、要求が空にそれ以外の場合は、サーバーに送信されます。宛先アドレスのハッシュを持つハッシュ関数は、それがターゲットアドレスハッシュアルゴリズムプロセススケジューリングアルゴリズムと実質的に同様であり、同一のスケジューリング・アルゴリズムを使用します。
9.最短所望の遅延
最短予想遅延スケジューリング（最短予想遅延が「SED」という）WLCアルゴリズムアルゴリズム。それぞれ、たとえば、ABCの3台のサーバの重量1,2,3への権利を得ました。ですから、WLCのアルゴリズムを使用する場合は、新しい要求がそれに来るABCのいずれかを与えることができます。私たちは、使用後に計算アルゴリズムを実行しますSED
：（1 + 1）/ 1 = 2 B：（1 + 2）/ 2 = 3/2 C：（1 + 3）/ 3 = 4/3プット最小演算結果をもたらすサーバへの要求。
10.キュースケジューリング最小
キューなしの最小キュースケジューリング（決してキューは「NQ」という）アルゴリズム。接続数が0のRealServer直接割り当て過去に等しい場合は、動作はSED行われません。
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