集群及lvs基础知识
1.什么是集群:
2.集群分类
3.Ivs的作用
4.Ivs的4种模式及原理
5.Ivs的13种算法方案 2：sh 源地址哈希调度
使用静态 sh 算法，基于客户端源 IP 哈希永久绑定 RS，适合固定公网 IP 用户。
6.Ivs的多端口轮询问题解决方案
7.Ivs的会话粘滞解决方案
1.集群是将多台独立服务器通过网络组合成一个整体对外提供服务，对外表现为单一虚拟节点，分担流量、提升并发、实现故障容错，单台机器宕机不影响整体业务。
2.集群分为LB 负载均衡集群、HA 高可用集群、HP 高性能集群四层转发。工作在 TCP/IP 四层，仅处理 IP + 端口，不解析 HTTP 应用层，转发速度极快，百万级并发无压力
流量调度：接收用户请求，根据调度算法转发给后端真实服务器 RS
虚拟 IP 对外：统一 VIP 对外提供服务，用户只访问虚拟 IP，无感知后端多台机器
健康检测：配合 Keepalived 自动下线故障后端节点
高吞吐低消耗：内核转发不占用用户进程 CPU，性能远超七层 Nginx
3。LVS是内核级四层负载均衡，由章文嵩博士开发，集成在 Linux 内核 ipvs 模块。
4.模式 1：NAT 网络地址转换
原理
用户请求：客户端 IP → LVS-VIP
调度器修改数据包目标 IP为后端 RS 内网 IP，转发给真实服务器
RS 回包：源 IP 是内网 RSIP，数据包必须经过 LVS 调度器
调度器修改回包源 IP为 VIP，返回客户端
模式 2：DR 直接路由
原理
请求报文：客户端→LVS-VIP，调度器仅修改二层 MAC 地址，转发给 RS
RS 本地配置 VIP 环回网卡，接收目标为 VIP 的数据包处理
响应报文不经过 LVS：RS 直接把数据包回复给客户端，流量分离
模式3：TUN IP 隧道
原理
LVS 将用户原始 IP 数据包封装一层新 IP 隧道头，转发给跨网段 RS
RS 解封装隧道，识别内部 VIP 数据包处理
RS 直接回包客户端，不经过 LVS
模式 4：FULLNAT 全网络地址转换
原理（内核 3.2 + 新增）
请求：LVS 同时修改源 IP + 目标 IP，客户端 IP 转为调度器内网 IP，目标 VIP 改为 RSIP
回包：RS 回复调度器内网 IP，调度器再转换源 VIP、目标客户端 IP 返回
5.分为静态算法和动态算法
一、静态调度（4 种）
rr 轮询：请求依次平均分给每台 RS，不考虑服务器性能差异
wrr 加权轮询：给 RS 配置权重，权重越高分到请求越多
dh 目标地址哈希：根据客户端目标 IP 哈希，同一 IP 固定分配同一 RS
sh 源地址哈希：根据客户端源 IP 哈希，同一个用户 IP 永远访问同一 RS
二、动态调度（9 种，自动感知负载）
lc 最小连接：优先分配给当前活跃连接数最少的 RS
wlc 加权最小连接：活跃连接 / 权重比值最小的 RS 优先分配，生产最常用
lblc 基于本地最小连接：目标 IP 哈希 + 最小连接，缓存业务专用
lblcr 带复制本地最小连接：lblc 升级，支持缓存复制
sed 最短预期延迟：(连接数 + 1)*1000 / 权重，数值越小优先分配
nq 永不排队：空闲 RS 直接分配，无空闲再走 sed 算法
fo 加权故障：检测 RS 故障次数，故障多的降低分配优先级
ovf 溢出调度
pe 持久化均衡：会话持久专用调度
6.方案 1：fwmark 防火墙标记
iptables 给所有业务端口统一打上相同标记
iptables -t mangle -A PREROUTING -d 192.168.1.10 -p tcp --dport 80 -j MARK --set-mark 10 iptables -t mangle -A PREROUTING -d 192.168.1.10 -p tcp --dport 443 -j MARK --set-mark 10ipvs 基于标记创建一条虚拟服务，不再区分端口
ipvsadm -A -f 10 -s wlc ipvsadm -a -f 10 -r 192.168.1.2:80 -g ipvsadm -a -f 10 -r 192.168.1.3:80 -g方案 2：统一源哈希 sh 调度
每条端口规则配置 sh 源哈希，同一客户端 IP 固定分配同一 RS，缺点：哈希倾斜，流量不均。
7.方案 1：ipvs 持久化连接
创建虚拟服务时添加-p
ipvsadm -A -t 192.168.1.10:80 -s wlc -p 300方案 2：sh 源地址哈希调度
使用静态 sh 算法，基于客户端源 IP 哈希永久绑定 RS，适合固定公网 IP 用户。
方案 3：fwmark 多端口 + 持久化
多端口业务结合防火墙标记 + 持久化，80/443 共用会话绑定。
方案 4：应用层统一会话存储
不依赖 LVS 会话保持，后端所有 RS 共享 session 存储：Redis/Memcached 统一存放登录会话，所有机器读取同一会话数据，完美规避四层粘滞缺陷，分布式系统标准方案。