LVS是Linux Virtual Server的简称，即Linux虚拟服务器。从Linux内核2.4版本之后，已经将LVS内置于内核中，提供负载均衡技术。
目录LVS理论基础
ipvsadm命令
DR和NAT实验
LVS持久连接
LVS健康监测
LVS理论基础1、LVS的优势
高并发能力强 LVS基于内核网络层工作，有着超强的并发处理能力，单台LVS可以承受上万的并发连接。
稳定性高 LVS是基于4层的负载均衡软件，因此LVS在所有负载均衡软件中性能最强，稳定性最高，消耗CPU和内存少。
应用范围广 LVS是工作在4层，所以它可以对应用层的所有协议作负载均衡，包括http、DNS、ftp等。
2、LVS的组件
ipvsadm LVS已经集成于内核中，用户是无法直接操作内核空间的程序的，因此需要一个用户空间的管理工具，ipvsadm就是一个用户空间的命令行工具，用于管理集群。
ipvs 工作于内核netfilter INIPUT钩子上的一个程序，并且根据ipvsadm定义的规则实现请求的转发。
查看Linux内核是否支持ipvs:
`grep -i -C 10 --color=auto ipvs /boot/config-2.6.32-696.el6.x86_64`
3、LVS的工作流程
1、用户请求的数据包到达负载均衡器的内核空间，首先经过的是内核的PREROUTING链，
2、因为请求的数据包的目的地址一定是本机，然后将数据包送到INPUT链，
3、ipvs就工作在INPUT链上，ipvs利用ipvsadm定义的规则工作，ipvs对数据包进行检查，如果目的地址和端口不在规则里边，则将数据包送往用户空间，
4、如果目的地址和端口在规则里边，则将数据包的目的地址和端口修改为后端真实服务器，然后将修改后的数据包送往POSTROUTING链，
5、最后经过POSTROUTING链将数据包转发给后端服务器。
4、LVS的工作模式
NAT ①客户端发送数据包至负载均衡器，数据包的源IP是CIP，目的IP是VIP。数据包首先到达的是内核空间的PREROUTING链，②PREROUTING链判断目的IP是VIP，确定VIP是本地IP，然后将其送往INPUT链。③INPUT链上的ipvs将数据包的目的IP修改为RIP，然后发送给POSTROUTING链。④POSTROUTING链将数据包发送至后端服务器处理。⑤处理完之后，以源IP为RIP，目的IP为CIP的响应数据包返回给负载均衡器，⑥LVS收到之后再次修改数据包的IP地址，将数据包的源IP修改为VIP，目的IP保持不变仍为CIP，然后发往客户端。
NAT工作模式中，请求的流量和回应的流量都必须经过前端的调度器，一次调度器成为了整个服务器集群的瓶颈，一旦调度器宕机，则整个集群将出去瘫痪状态，因此就出现了DR工作模式。
DR Direct Routing，①客户端发送数据包至负载均衡器，数据包的源IP是CIP，目的IP是VIP。数据包首先到达的是内核空间的PREROUTING链，②PREROUTING链判断目的IP是VIP，确定VIP是本地IP，然后将其送往INPUT链。③ipvs将数据包通过DIP的网卡发送给POSTROUTING链，其中源MAC自动修改为DIP的MAC（因为从DIP的网卡发送出去的），并且将目的MAC修改为RIP的MAC，源IP和目的IP保持不变，④POSTROUTING链将数据包发送给交换机，交换机根据RIP的MAC地址将数据包送往指定的后端服务器，⑤处理外后将数据包通过lo接口转发至eth0接口，由eth0将数据包发送出去，此时数据包的源IP和MAC是VIP:VIP的MAC，目的IP和MAC是CIP:CIP的MAC，⑥响应数据包最终交付给客户端。
DR工作模式的特点：因为DR工作模式是根据MAC进行数据包转发，因此RS跟负载均衡器必须在同一个局域网（广播域）中；所有的请求报文都经过负载均衡器，所有的响应报文不经过负载均衡器；因为DR工作模式的响应报文是RS直接回应的，因此负载均衡器和RS必须都配置同一个VIP地址，RS的lo接口配置VIP，这样一来同一个局域网会有多个相同的IP，在进行ARP广播的时候会出现紊乱，这时需要通过修改RS的内核参数从而阻止RS对ARP广播进行回应，这样只有负载均衡器对VIP的ARP请求进行回应；由于DR工作模式仅需要分析数据包的MAC首部，因此DR的处理能力特别高，拥有和硬件负载均衡设备相媲美的网络吞吐和负载均衡能力。
TUN ①客户端发送请求至负载均衡器，该数据包的源IP是CIP，目的IP是VIP，②LVS收到数据包后，将该数据包的首部再封装一层IP首部，其中源IP为DIP，目的IP为RIP，将重整后的数据包送往后端服务器，③RS两次处理该数据包，将响应数据包通过lo接口送往eth0接口，然后直接发送给客户端。
其中NAT和DR调度算法必须保证调度器和RS在同一个局域网中，也就是他们无法跨网段通信，而TUN调度算法则可以使得调度器和RS在不同的局域网中。
另外，通过对NAT工作模式进行改进，可以使得其跨网段通信，改进之后的工作模式为fullnat模式。工作流程和原理如图所示，
5、LVS的调度算法
1、轮询(rr)
请求按顺序轮流分配到后端服务器上，后端每台服务器接受请求的概率是一样的。
2、加权轮询(wrr)
LVS根据后端服务器的处理能力给后端每台服务器设置权值。LVS可以自动询问真实服务器的负载情况，然后动态的调整权值，权值大的收到请求的概率大。
3、目标地址散列(dh)
根据请求的目标IP地址，得出hash值，进而找出对应的服务器，这种调度算法适用于缓存服务器的负载均衡。
4、源地址散列(sh)
根据请求的源IP地址，得出hash值，进而找出对应的服务器，这种调度算法适用于session共享的情况。
5、最少连接(lc)
动态地将请求调度到后端连接数最少的服务器上。这种调度算法适用于后端每台服务器性能相近的情况下。
6、加权最少连接（默认）(wlc)
LVS动态调整后端服务器的权值，权值大的将承受较大比例的活动连接负载。
7、最短延迟调度(sed)
8、永不排队/最少队列调度(nq) ipvsadm命令