lvs

模式和限制

DR


lvs dr模式

RealServer感知客戶端真實ip,和LVS有相同的VIP(loopback上配置VIP),直接返回響應給客戶端,性能最好。

限制:RS必須和LVS在同一個子網中,不能跨vlan,因為必須二層可達。

NAT


lvs nat模式

RS感知客戶端ip,與LVS沒有相同的VIP,需要經過LVS代理才能將響應發給客戶端。

限制:LVS必須做為RS的網關,確保RS的響應包能夠經過LVS,然后LVS才能將源地址改為VIP,客戶端從而能夠接收。即,LVS和RS在同一個子網中。

DR和NAT模式下,LVS和RS都必須在同一個vlan中。


FULLNAT


lvs fullnat模式

RS不知道客戶端ip(阿里通過修改內核協議棧,使用TOA方式(將客戶端ip放到tcp的option中)將客戶端ip傳到RS,從而讓RS能夠獲得客戶端ip),與LVS沒有相同的VIP,需要經過LVS代理才能將響應發給客戶端。

限制:FULLNAT模式下,不要求RS和LVS在同一個vlan中。因為lvs與RS之間的通信只要3層可達即可,中間可以經過3層路由。

lvs和RS都要使用非主線的linux內核。

存在的問題

1,性能

單機lvs:

? ? ? ? ? LVS是基于內核netfilter開發的一個應用程序,而netfilter是運行在內核協議棧的一個鉤子框架。這就意味著當數據包到達LVS時,已經經過了一段很長的協議棧處理,但是這段處理對于LVS來說都不是必需的(只需要轉發包即可,無需解析整個協議),這也造成了一部分不必要的性能損耗。

? ? ? ? ? ?中斷是影響LVS性能最重要的一個因素。在單核cpu上,假如我們一秒需要處理600萬的數據包,每6個數據包產生一個硬件中斷的話,那一秒就會產生100萬個硬件中斷,每一次產生硬件中斷都會打斷正在進行密集計算的負載均衡程序,中間產生大量的cache miss,對性能的影響異常大。多核cpu上,需要將處理網卡中斷程序和負載均衡程序綁定到不同的核上。

使用主備模式的lvs集群:支持流量有限,容易成為瓶頸。

2,可用性

lvs通常使用keepalived來實現主備模式容災,有以下缺點:

a、主備模式利用率低。一個集群同時只有一半的服務器在工作,另外一半的機器處于冷備狀態,主節點不可用之后的切換速度相對較慢。

b、keepalived依賴的VRRP協議存在腦裂(split-brain)的風險,需引入第三方仲裁節點,在金融領域、跨園區容災領域備受挑戰。

lvs的進化

1,性能

性能上面,并沒有明顯的優化空間

2,可用性

采用lvs集群,加入以下可用性配置:

a,ospf+ecmp模式,核心交換機進入的數據均勻分布到各個lvs節點

b,lvs節點間必須定期進行session同步,解決節點上下線時會話遷移保持可用

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