文章目錄
一、四層 vs 七層負載均衡：本質區別
? ? ? ?四層 LVS 的核心特點：
二、LVS 工作原理概述
三、LVS 三種工作模式對比
模式對比總覽
1. LVS-NAT 模式（Network Address Translation）
2. LVS-DR 模式（Direct Routing）
3. LVS-TUN 模式（IP Tunneling）
四、LVS 實戰建議
五、LVS 與其他方案對比
總結
專注性能與穩定的四層負載均衡解決方案
一、四層 vs 七層負載均衡：本質區別
在負載均衡系統中，根據 工作層次不同，常見分為：
| 類型 | 工作層 | 協議層次 | 舉例 | 特點 |
|---|---|---|---|---|
| 四層負載均衡 | 傳輸層 | TCP/UDP | LVS、IPVS、HAProxy（TCP） | 性能高、轉發快、透明性強 |
| 七層負載均衡 | 應用層 | HTTP/HTTPS | Nginx、HAProxy（HTTP）、Traefik | 可識別 URI、Host、Header，策略靈活 |
? ? ? ?四層 LVS 的核心特點：
-
工作在 IP + 端口 層面，不解析內容
-
快速轉發，系統資源占用極低
-
不支持內容規則路由（如按路徑轉發）
二、LVS 工作原理概述
LVS 使用的是 Linux 內核中的 IPVS 模塊，作為一個虛擬服務器：
-
前端調度器（Director） 接收客戶端請求
-
根據調度算法（如 RR、LC、SH）轉發給后端 Real Server
-
后端服務器直接響應或通過調度器轉發
架構圖示：
Client ---> LVS(DIP) ---> Real Server(RIP)<--- 響應返回方式視模式而定
三、LVS 三種工作模式對比
模式對比總覽
| 模式 | 請求路徑 | 響應路徑 | 要求 | 適用場景 |
|---|---|---|---|---|
| NAT 模式 | 客戶端 → LVS → RS | RS → LVS → 客戶端 | LVS 做雙向轉發，壓力大 | 局域網測試 |
| DR 模式 | 客戶端 → LVS → RS | RS 直接回客戶端 | RS 與 LVS 必須同一網段 | 生產常用，高性能 |
| TUN 模式 | 客戶端 → LVS → RS（隧道） | RS 回客戶端 | 支持公網，RS 配隧道協議 | 異地服務器場景 |
1. LVS-NAT 模式（Network Address Translation）
請求響應都經過 LVS，LVS 成為通信瓶頸。
-
DIP：調度器地址
-
RIP：真實服務器地址
-
VIP：虛擬服務地址
流轉路徑：
Client --> VIP:80 --> LVS(DIP) --> RS(RIP)
Client <-- VIP:80 <-- LVS(DIP) <-- RS(RIP)
優點：
? ??后端服務器無特殊配置
? ? 架構簡單，測試友好
缺點：
? ? ? LVS 成為雙向瓶頸
? ? ?不適合高并發生產環境
2. LVS-DR 模式（Direct Routing）
LVS 只負責請求轉發，響應由 RealServer 直接返回客戶端。
關鍵點：
-
RS 與 LVS 處于 同一二層網絡
-
所有 RS 配置 VIP 的 loopback 接口（不響應 ARP）
ip addr add 192.168.1.100 dev lo
arp_ignore = 1
arp_announce = 2
流轉路徑：
Client --> VIP:80 --> LVS(DIP) --> RS(RIP)
Client <-- VIP:80 <-- RS(RIP)
優點：
? ? ??高性能（僅轉發請求）
? ? ? 無數據回流，LVS 壓力小
缺點：
?只能在同一局域網部署
RS 需特殊配置，不響應 ARP 搶答
3. LVS-TUN 模式（IP Tunneling）
LVS 通過 IP 隧道將請求封裝傳遞給 RS，適合跨地域部署。
-
LVS 和 RS 可以位于不同網絡
-
RS 需支持 IP-in-IP 解封裝
配置：
ip tunnel add tunl0 mode ipip remote <DIP> local <RIP>
流轉路徑：
Client --> VIP:80 --> LVS --> IP隧道 --> RS(RIP)
Client <-- VIP:80 <-- RS(RIP)
優點：
? ? ? 支持遠程異地 RealServer
? ? ? 響應回客戶端無需 LVS
缺點：
? ? ? 配置復雜（需隧道）
? ? ? 安全性依賴底層網絡環境
四、LVS 實戰建議
| 場景 | 推薦模式 | 原因 |
|---|---|---|
| 測試環境 | NAT | 架構簡單 |
| 同機房大并發 | DR | 性能高、部署靈活 |
| 異地容災、公網混合云 | TUN | 跨網絡部署靈活 |
負載調度算法：
-
RR（輪詢）：適用于性能一致服務器
-
LC（最小連接數）：適合長連接場景
-
SH（源地址哈希）：保持 session 粘性
五、LVS 與其他方案對比
| 項目 | LVS | Nginx | HAProxy |
|---|---|---|---|
| 工作層 | 四層 | 七層 | 4/7 層 |
| 性能 | 極高 | 中高 | 高 |
| 內容識別 | ? | ? | ? |
| 配置復雜度 | 中 | 易 | 易 |
| 適用場景 | TCP 轉發，超大并發 | HTTP 路由 | 綜合場景 |
總結
-
LVS 是一個 輕量高性能的內核級四層負載均衡器，適用于高并發 TCP/UDP 應用場景。
-
三種模式中，DR 是生產環境最常見選擇，TUN 適合跨網絡環境，NAT 更適合測試調試。
-
若業務需要按路徑/內容分發，請結合 Nginx/HAProxy 構建七層方案。
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