LVS是Linux Virtual Server的簡稱，也就是Linux虛擬伺服器, 是一個由章文嵩博士發起的自由軟體專案，現在已經是 Linux標準核心的一部分。LVS是一種叫基於TCP/IP的負載均衡技術，轉發效率極高，具有處理百萬計併發連線請求的能力。
LVS的IP負載均衡技術是透過IPVS模組實現的。IPVS模組是LVS叢集的核心軟體模組，它安裝在LVS叢集作為負載均衡的主節點上，虛擬出一個IP地址和埠對外提供服務。使用者透過訪問這個虛擬服務（VS），然後訪問請求由負載均衡器（LB）排程到後端真實伺服器（RS）中，由RS實際處理使用者的請求給返回響應。
DR模式下，客戶端的請求包到達負載均衡器的虛擬服務IP埠後，負載均衡器不會改寫請求包的IP和埠，但是會改寫請求包的MAC地址為後端RS的MAC地址，然後將資料包轉發；真實伺服器處理請求後，響應包直接回給客戶端，不再經過負載均衡器。所以DR模式的轉發效率是最高的，特別適合下行流量較大的業務場景，比如請求影片等大檔案。
DR模式的特點：
因為LB轉發時並不會改寫資料包的目的IP，所以RS收到的資料包的目的IP仍是LB的虛擬服務IP。為了保證RS能夠正確處理該資料包，而不是丟棄，必須在RS的環回網絡卡上繫結LB的虛擬服務IP。這樣RS會認為這個虛擬服務IP是自己的IP，自己是能夠處理這個資料包的。否則RS會直接丟棄該資料包！
因為LB不會改寫資料包的目的埠，所以RS服務的監聽埠必須和虛擬服務埠一致，否則RS會直接拒絕該資料包。
因為RS收到的請求資料包的源IP是客戶端的IP，所以理所當然RS的響應會直接回給客戶端，而不會再經過LB。這時候要求RS和客戶端之間的網路是可達的。
因為LB在轉發過程中需要改寫資料包的MAC為RS的MAC地址，所以要能夠查詢到RS的MAC。而要獲取到RS的MAC，則需要保證二者位於一個子網，否則LB只能獲取到RS閘道器的MAC地址。
2. NAT模式（Network Address Translation）
NAT模式下，請求包和響應包都需要經過LB處理。當客戶端的請求到達虛擬服務後，LB會對請求包做目的地址轉換（DNAT），將請求包的目的IP改寫為RS的IP。當收到RS的響應後，LB會對響應包做源地址轉換（SNAT），將響應包的源IP改寫為LB的IP。
NAT模式的特點：
對於請求包，會進行DNAT；對於響應包，會進行SNAT。
因為RS收到的請求包源IP是客戶端的IP，為了保證響應包在返回時能走到LB上面，所以需要將RS的預設閘道器地址配置為LB的虛擬服務IP地址。當然，如果客戶端的IP是固定的，也可以在RS上新增明細路由指向LB的虛擬服務IP，不用改預設閘道器。
因為需要將RS的預設閘道器配置為LB的虛擬服務IP地址，所以需要保證LB和RS位於同一子網。
又因為需要保證RS的響應包能走回到LB上，則客戶端不能和RS位於同一子網。否則RS直接就能獲取到客戶端的MAC，響應包就直接回給客戶端了，不會走閘道器，也就走不到LB上面了。這時候由於沒有LB做SNAT，客戶端收到的響應包源IP是RS的IP，而客戶端的請求包目的IP是LB的虛擬服務IP，這時候客戶端無法識別響應包，會直接丟棄。
3. FULLNAT模式
FULLNAT模式下，LB會對請求包和響應包都做SNAT+DNAT。
FULLNAT模式的特點：
不同於NAT和DR要求LB和RS位於一個子網，FULLNAT對於組網結構沒有要求。只需要保證客戶端和LB、LB和RS之間網路互通即可。
雖然FULLNAT模式的效能比不上DR和NAT，但是FULLNAT模式沒有組網要求，允許LB和RS部署在不同的子網中，這給運維帶來了便利。並且 FULLNAT模式具有更好的可拓展性，可以透過增加更多的LB節點，提升系統整體的負載均衡能力。
三、IPVS支援的排程演算法
對於後端的RS叢集，LB是如何決策應該把訊息排程到哪個RS節點呢？這是由負載均衡排程演算法決定的。IPVS常用的排程演算法有：
LB認為叢集內每臺RS都是相同的，會輪流進行排程分發。從資料統計上看，RR模式是排程最均衡的。
LB會根據RS上配置的權重，將訊息按權重比分發到不同的RS上。可以給效能更好的RS節點配置更高的權重，提升叢集整體的效能。
LB會根據和叢集內每臺RS的連線數統計情況，將訊息排程到連線數最少的RS節點上。在長連線業務場景下，LC演算法對於系統整體負載均衡的情況較好；但是在短連線業務場景下，由於連線會迅速釋放，可能會導致訊息每次都排程到同一個RS節點，造成嚴重的負載不均衡。
最小連線數演算法的加權版~
LB上會儲存一張雜湊表，透過雜湊對映將客戶端和RS節點關聯起來。
LVS是Linux Virtual Server的簡稱，也就是Linux虛擬伺服器, 是一個由章文嵩博士發起的自由軟體專案，現在已經是 Linux標準核心的一部分。LVS是一種叫基於TCP/IP的負載均衡技術，轉發效率極高，具有處理百萬計併發連線請求的能力。
LVS的IP負載均衡技術是透過IPVS模組實現的。IPVS模組是LVS叢集的核心軟體模組，它安裝在LVS叢集作為負載均衡的主節點上，虛擬出一個IP地址和埠對外提供服務。使用者透過訪問這個虛擬服務（VS），然後訪問請求由負載均衡器（LB）排程到後端真實伺服器（RS）中，由RS實際處理使用者的請求給返回響應。
DR模式（Direct Routing）DR模式下，客戶端的請求包到達負載均衡器的虛擬服務IP埠後，負載均衡器不會改寫請求包的IP和埠，但是會改寫請求包的MAC地址為後端RS的MAC地址，然後將資料包轉發；真實伺服器處理請求後，響應包直接回給客戶端，不再經過負載均衡器。所以DR模式的轉發效率是最高的，特別適合下行流量較大的業務場景，比如請求影片等大檔案。
DR模式的特點：
每臺RS上都必須在環回網絡卡上繫結LB的虛擬服務IP因為LB轉發時並不會改寫資料包的目的IP，所以RS收到的資料包的目的IP仍是LB的虛擬服務IP。為了保證RS能夠正確處理該資料包，而不是丟棄，必須在RS的環回網絡卡上繫結LB的虛擬服務IP。這樣RS會認為這個虛擬服務IP是自己的IP，自己是能夠處理這個資料包的。否則RS會直接丟棄該資料包！
RS上的業務程序必須監聽在環回網絡卡的虛擬服務IP上，且埠必須和LB上的虛擬服務埠一致因為LB不會改寫資料包的目的埠，所以RS服務的監聽埠必須和虛擬服務埠一致，否則RS會直接拒絕該資料包。
RS處理完請求後，響應直接回給客戶端，不再經過LB因為RS收到的請求資料包的源IP是客戶端的IP，所以理所當然RS的響應會直接回給客戶端，而不會再經過LB。這時候要求RS和客戶端之間的網路是可達的。
LB和RS須位於同一個子網因為LB在轉發過程中需要改寫資料包的MAC為RS的MAC地址，所以要能夠查詢到RS的MAC。而要獲取到RS的MAC，則需要保證二者位於一個子網，否則LB只能獲取到RS閘道器的MAC地址。
2. NAT模式（Network Address Translation）
NAT模式下，請求包和響應包都需要經過LB處理。當客戶端的請求到達虛擬服務後，LB會對請求包做目的地址轉換（DNAT），將請求包的目的IP改寫為RS的IP。當收到RS的響應後，LB會對響應包做源地址轉換（SNAT），將響應包的源IP改寫為LB的IP。
NAT模式的特點：
LB會修改資料包的地址對於請求包，會進行DNAT；對於響應包，會進行SNAT。
需要將RS的預設閘道器地址配置為LB的浮動IP地址因為RS收到的請求包源IP是客戶端的IP，為了保證響應包在返回時能走到LB上面，所以需要將RS的預設閘道器地址配置為LB的虛擬服務IP地址。當然，如果客戶端的IP是固定的，也可以在RS上新增明細路由指向LB的虛擬服務IP，不用改預設閘道器。
LB和RS須位於同一個子網，並且客戶端不能和LB/RS位於同一子網因為需要將RS的預設閘道器配置為LB的虛擬服務IP地址，所以需要保證LB和RS位於同一子網。
又因為需要保證RS的響應包能走回到LB上，則客戶端不能和RS位於同一子網。否則RS直接就能獲取到客戶端的MAC，響應包就直接回給客戶端了，不會走閘道器，也就走不到LB上面了。這時候由於沒有LB做SNAT，客戶端收到的響應包源IP是RS的IP，而客戶端的請求包目的IP是LB的虛擬服務IP，這時候客戶端無法識別響應包，會直接丟棄。
3. FULLNAT模式
FULLNAT模式下，LB會對請求包和響應包都做SNAT+DNAT。
FULLNAT模式的特點：
LB和RS對於組網結構沒有要求不同於NAT和DR要求LB和RS位於一個子網，FULLNAT對於組網結構沒有要求。只需要保證客戶端和LB、LB和RS之間網路互通即可。
雖然FULLNAT模式的效能比不上DR和NAT，但是FULLNAT模式沒有組網要求，允許LB和RS部署在不同的子網中，這給運維帶來了便利。並且 FULLNAT模式具有更好的可拓展性，可以透過增加更多的LB節點，提升系統整體的負載均衡能力。
三、IPVS支援的排程演算法
對於後端的RS叢集，LB是如何決策應該把訊息排程到哪個RS節點呢？這是由負載均衡排程演算法決定的。IPVS常用的排程演算法有：
輪詢（Round Robin）LB認為叢集內每臺RS都是相同的，會輪流進行排程分發。從資料統計上看，RR模式是排程最均衡的。
加權輪詢（Weighted Round Robin）LB會根據RS上配置的權重，將訊息按權重比分發到不同的RS上。可以給效能更好的RS節點配置更高的權重，提升叢集整體的效能。
最小連線數（Least Connections）LB會根據和叢集內每臺RS的連線數統計情況，將訊息排程到連線數最少的RS節點上。在長連線業務場景下，LC演算法對於系統整體負載均衡的情況較好；但是在短連線業務場景下，由於連線會迅速釋放，可能會導致訊息每次都排程到同一個RS節點，造成嚴重的負載不均衡。
加權最小連線數（Weighted Least Connections）最小連線數演算法的加權版~
地址雜湊（Address Hash）LB上會儲存一張雜湊表，透過雜湊對映將客戶端和RS節點關聯起來。