LVS 负载均衡模式

LVS 的负责均衡有四种常用模式，分别为DR模式、NAT模式、TUN模式、FULLNAT模式。

LVS/NAT： NAT模式。修改请求报文的目标IP,多目标IP的DNAT。
LVS/DR：DirectRouting（直接路由）。操纵封装新的MAC地址。
LVS/TUN：Tunneling（隧道）。在原请求IP报文之外新加一个IP首部。
LVS/FULLNAT：Full NAT。修改请求报文的源和目标IP。

NAT 模式

VS/NAT是一种最简单的方式，所有的RealServer只需要将自己的网关指向Director即可。客户端可以是任意操作系统，但此方式下，一个Director能够带动的RealServer比较有限。在VS/NAT的方式下，Director也可以兼为一台RealServer。

重点：修改目标IP地址为挑选出的RS的IP地址。

①、当用户请求到达Director Server，此时请求的数据报文会先到内核空间的PREROUTING链。此时报文的源IP为CIP，目标IP为VIP。
②、PREROUTING检查发现数据包的目标IP是本机，将数据包送至INPUT链
③、IPVS比对数据包请求的服务是否为集群服务，若是，修改数据包的目标IP地址为后端服务器IP，然后将数据包发至POSTROUTING链。此时报文的源IP为CIP，目标IP为RIP
④、POSTROUTING链通过选路，将数据包发送给Real Server
⑤、Real Server比对发现目标为自己的IP，开始构建响应报文发回给Director Server。此时报文的源IP为RIP，目标IP为CIP
⑥、Director Server在响应客户端前，此时会将源IP地址修改为自己的VIP地址，然后响应给客户端。此时报文的源IP为VIP，目标IP为CIP

工作流程用户请求LVS到达director，director将请求的报文的目的IP有VIP改为RIP，同时将报文的目标端口也改为realserver的相应端口，最后将报文发送到realserver上，realserver将通过网关路由到director，将数据返回给director，director在相应客户端之前，把数据包的源ip有RIP改为VIP，然后响应用户，将数据发送给用户。

特点

NAT模式修改的是目的ip，可根据目的ip找到realserver，所以VIP和RIP不需要在同一个网段内。
NAT的包的进出都需要经过LVS，所以LVS可能会成为一个系统的瓶颈问题。

FULLNAT 模式

FULLNAT模式和NAT相似，只是数据包在过lvs时，不只修改目的ip，源ip也一块修改了。

特点

FULLNAT模式也不需要DIP和RIP在同一网段。
FULLNAT和NAT相比的话：会保证RS的回包一定可到达LVS。
FULLNAT需要更新源IP，所以性能正常比NAT模式下降10%。

DR 模式

VS/DR方式是通过改写请求报文中的MAC地址部分来实现的。Director和RealServer必需在统一个局域网内（相同机房）。 RealServer上绑定的VIP配置在各自Non-ARP的网络设备上(如lo或tunl),Director的VIP地址对外可见，而RealServer的VIP对外是不可见的。RealServer的ip可谓内网IP, 也可为公网IP。

重点：将请求报文的目标MAC地址设定为挑选出的RS的MAC地址

①、当用户请求到达Director Server，此时请求的数据报文会先到内核空间的PREROUTING链。此时报文的源IP为CIP，目标IP为VIP。
②、PREROUTING检查发现数据包的目标IP是本机，将数据包送至INPUT链
③、IPVS比对数据包请求的服务是否为集群服务，若是，将请求报文中的源MAC地址修改为DIP的MAC地址，将目标MAC地址修改RIP的MAC地址，然后将数据包发至POSTROUTING链。此时的源IP和目的IP均未修改，仅修改了源MAC地址为DIP的MAC地址，目标MAC地址为RIP的MAC地址
④、由于DS和RS在同一个网络中，所以是通过二层来传输。POSTROUTING链检查目标MAC地址为RIP的MAC地址，那么此时数据包将会发至Real Server。
⑤、RS发现请求报文的MAC地址是自己的MAC地址，就接收此报文。处理完成之后，将响应报文通过lo接口传送给eth0网卡然后向外发出。此时的源IP地址为VIP，目标IP为CIP
⑥、响应报文最终送达至客户端

工作流程用户请求LVS到达director，director将请求的报文的目的MAC地址改为后端的realserver的MAC地址，目的IP为VIP(不变)，源IP为client IP地址(不变)，然后director通过ARP广播将报文发送到realserver，realserver检测到目的地址为自己本地的VIP，如果在同一网段，将请求直接返回给用户，如果用户跟realserver不在同一个网段，则需要通过网关返回给用户。

特点

RS跟Director Server必须有一个网卡在同一个物理网络中
所有的请求报文经由Director Server，但响应报文不经过Director Server
所有的real server机器上必须配置VIP地址（通常绑定lo）

TUN 模式

IP隧道（IP tunneling）是将一个IP报文封装在另一个IP报文的技术，这可以使得目标为一个IP地址的数据报文能被封装和转发到另一个IP地址。IP隧道技术亦称为IP封装技术（IP encapsulation）。IP隧道主要用于移动主机和虚拟私有网络（Virtual Private Network），在其中隧道都是静态建立的，隧道一端有一个IP地址，另一端也有唯一的IP地址。

重点：在原有的IP报文外再次封装多一层IP首部，内部IP首部（源地址为CIP，目标IIP为VIP），外层IP首部（源地址为DIP，目标IP为RIP）

①、当用户请求到达Director Server，此时请求的数据报文会先到内核空间的PREROUTING链。此时报文的源IP为CIP，目标IP为VIP。

②、PREROUTING检查发现数据包的目标IP是本机，将数据包送至INPUT链

③、IPVS比对数据包请求的服务是否为集群服务，若是，在请求报文的首部再次封装一层IP报文，封装源IP为为DIP，目标IP为RIP。然后发至POSTROUTING链。此时源IP为DIP，目标IP为RIP

④、POSTROUTING链根据最新封装的IP报文，将数据包发至RS（因为在外层封装多了一层IP首部，所以可以理解为此时通过隧道传输）。此时源IP为DIP，目标IP为RIP

⑤、RS接收到报文后发现是自己的IP地址，就将报文接收下来，拆除掉最外层的IP后，会发现里面还有一层IP首部，而且目标是自己的lo接口VIP，那么此时RS开始处理此请求，处理完成之后，通过lo接口送给eth0网卡，然后向外传递。此时的源IP地址为VIP，目标IP为CIP

⑥、响应报文最终送达至客户端

工作流程用户请求LVS到达director，director通过IP-TUN加密技术将请求报文的包封装到一个新的IP包里面，目的IP为VIP(不变)，然后director将报文发送到realserver，realserver基于IP-TUN解密，然后解析出来包的目的为VIP，检测网卡是否绑定了VIP，绑定了就处理这个包，如果在同一个网段，将请求直接返回给用户，否则通过网关返回给用户；如果没有绑定VIP就直接丢掉这个包。

特点

TUNNEL必须在所有的realserver上绑定VIP
realserver直接把包发给client
隧道模式运维起来会比较难，所以一般不用
不支持端口映射
RIP、VIP、DIP全是公网地址

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LVS 负载均衡模式

NAT 模式

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DR 模式

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TUN 模式

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