1. LVS简介
LVS(Linux Virtual Server)即Linux虚拟服务器，是章文嵩博士主导的开源负载均衡项目，目前LVS已经被集成到Linux内核模块中。该项目在Linux内核中实现了基于IP的数据请求负载均衡调度方案，其体系结构如图1所示，终端互联网用户从外部访问公司的外部负载均衡服务器，终端用户的Web请求会发送给LVS调度器，调度器根据自己预设的算法决定将该请求发送给后端的某台Web服务器，比如，轮询算法可以将外部的请求平均分发给后端的所有服务器，终端用户访问LVS调度器虽然会被转发到后端真实的服务器，但如果真实服务器连接的是相同的存储，提供的服务也是相同的服务，最终用户不管是访问哪台真实服务器，得到的服务内容都是一样的，整个集群对用户而言都是透明的。最后根据LVS工作模式的不同，真实服务器会选择不同的方式将用户需要的数据发送到终端用户。
2. LVS体系架构
3. 内核信息
Activate the web console with: systemctl enable --now cockpit.socket
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[root@BackUp-Server-IP18 ]#grep -i -C 10 ipvs /boot/config-4.18.0-305.3.1.el8.x86_64
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_DCCP=m
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_DEVGROUP=m
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_DSCP=m
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_ECN=m
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_ESP=m
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_HASHLIMIT=m
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_HELPER=m
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_HL=m
# CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_IPCOMP is not set
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_IPRANGE=m
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_IPVS=m
# CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_L2TP is not set
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_LENGTH=m
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_LIMIT=m
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_MAC=m
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_MARK=m
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_MULTIPORT=m
# CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_NFACCT is not set
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_OSF=m
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_OWNER=m
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_POLICY=m
--
CONFIG_IP_SET_HASH_NETNET=m
CONFIG_IP_SET_HASH_NETPORT=m
CONFIG_IP_SET_HASH_NETIFACE=m
CONFIG_IP_SET_LIST_SET=m
CONFIG_IP_VS=m
CONFIG_IP_VS_IPV6=y
# CONFIG_IP_VS_DEBUG is not set
CONFIG_IP_VS_TAB_BITS=12
#
# IPVS transport protocol load balancing support
#
CONFIG_IP_VS_PROTO_TCP=y
CONFIG_IP_VS_PROTO_UDP=y
CONFIG_IP_VS_PROTO_AH_ESP=y
CONFIG_IP_VS_PROTO_ESP=y
CONFIG_IP_VS_PROTO_AH=y
CONFIG_IP_VS_PROTO_SCTP=y
# 下面是调度算法，早期十种，新版本十二种
# IPVS scheduler
#
CONFIG_IP_VS_RR=m
CONFIG_IP_VS_WRR=m
CONFIG_IP_VS_LC=m
CONFIG_IP_VS_WLC=m
CONFIG_IP_VS_FO=m
CONFIG_IP_VS_OVF=m
CONFIG_IP_VS_LBLC=m
CONFIG_IP_VS_LBLCR=m
CONFIG_IP_VS_DH=m
CONFIG_IP_VS_SH=m
CONFIG_IP_VS_MH=m
CONFIG_IP_VS_SED=m
CONFIG_IP_VS_NQ=m
#
# IPVS SH scheduler
#
CONFIG_IP_VS_SH_TAB_BITS=8
#
# IPVS MH scheduler
#
CONFIG_IP_VS_MH_TAB_INDEX=12
#
# IPVS application helper
#
CONFIG_IP_VS_FTP=m
CONFIG_IP_VS_NFCT=y
CONFIG_IP_VS_PE_SIP=m
#
# IP: Netfilter Configuration
#
CONFIG_NF_DEFRAG_IPV4=m
CONFIG_NF_SOCKET_IPV4=m
[root@BackUp-Server-IP18 ]#4. 调度算法
ipvs scheduler：根据其调度时是否考虑各RS当前的负载状态
分为两种：静态方法和动态方法
4.1. 静态方法
仅根据算法本身进行调度
1、RR：roundrobin，轮询,较常用
2、WRR：Weighted RR，加权轮询,较常用
3、SH：Source Hashing，实现session sticky，源IP地址hash；将来自于同一个IP地址的请求始终发往第一次挑中的RS，从而实现会话绑定
4、DH：Destination Hashing；目标地址哈希，第一次轮询调度至RS，后续将发往同一个目标地址的
请求始终转发至第一次挑中的RS，典型使用场景是正向代理缓存场景中的负载均衡,如: Web缓存
4.2. 动态方法
主要根据每RS当前的负载状态及调度算法进行调度Overhead=value 较小的RS将被调度
1、LC：least connections 适用于长连接应用
Overhead=activeconns*256+inactiveconns2、WLC：Weighted LC，默认调度方法,较常用
Overhead=(activeconns*256+inactiveconns)/weight3、SED：Shortest Expection Delay，初始连接高权重优先,只检查活动连接,而不考虑非活动连接
Overhead=(activeconns+1)*256/weight4、NQ：Never Queue，第一轮均匀分配，后续SED
5、LBLC：Locality-Based LC，动态的DH算法，使用场景：根据负载状态实现正向代理,实现Web Cache等
6、LBLCR：LBLC with Replication，带复制功能的LBLC，解决LBLC负载不均衡问题，从负载重的复制到负载轻的RS,,实现Web Cache等
4.3. 内核4.15 版新增调度算法
内核版本 4.15 版本后新增调度算法：FO和OVF
FO（Weighted Fail Over）调度算法,在此FO算法中，遍历虚拟服务所关联的真实服务器链表，找到还未过载（未设置IP_VS_DEST_F_OVERLOAD标志）的且权重最高的真实服务器，进行调度,属于静态算法。
OVF（Overflow-connection）调度算法，基于真实服务器的活动连接数量和权重值实现。将新连接调度到权重值最高的真实服务器，直到其活动连接数量超过权重值，之后调度到下一个权重值最高的真实服务器,在此OVF算法中，遍历虚拟服务相关联的真实服务器链表，找到权重值最高的可用真实服务器。,属于动态算法。
一个可用的真实服务器需要同时满足以下条件：
- 未过载（未设置IP_VS_DEST_F_OVERLOAD标志）
- 真实服务器当前的活动连接数量小于其权重值
- 其权重值不为零
