LVS
在要求高性能的场景，只是用 Nginx 七层负载是不够的，因此我们引入了 LVS 四层负载均衡器，它的负载性能是 Nginx 的几十倍，所以，LVS 可以充当 Nginx 集群的调度者。另外，Nginx 需要处理请求以及响应。而 LVS 只调度请求，不处理响应。这篇文档详细描述了 LVS 结合 Nginx 的应用。
什么是 LVS
LVS （Linux Virtual Server），是一个提供四层负载均衡的负载均衡调度器，高性能、高伸缩、高可用。它是由章文嵩博士主导的开源的负载均衡项目。这个 LVS （ipvs) 已经被集成到了 Linux 内核中。其有着非常高的性能。
LVS 网络拓扑如下:
LVS 的三种模式
第一种模式是 NAT 模式，这种模式和 Nginx 负载均衡类似，会处理 Nginx 返回的请求响应。所以如果对性能要求很高，那么这种模式是不合适的。
第二种模式是 TUN，这是 IP 隧道的模式，这种模式下，会将请求响应由 Nginx 直接返回给客户端，而不会经过 LVS，这样 LVS 的压力就降低了。每一个节点都需要配备网卡，并且 nginx 集群是暴露在公网的。
第三种模式是 DR，如下图所示，响应通过拥有虚拟IP的路由返回，避免了 nginx 集群暴露在公网。
LVS 支持的负载均衡算法
LVS 支持两类负载均衡算法，分别为静态算法和动态算法。
静态算法
静态：根据LVS本身自由的固定的算法分发用户请求。
轮询（Round Robin 简写’rr’）：轮询算法假设所有的服务器处理请求的能力都一样的，调度器会把所有的请求平均分配给每个真实服务器。
加权轮询（Weight Round Robin 简写’wrr’）：安装权重比例分配用户请求。权重越高，被分配到处理的请求越多。（同Nginx的权重）
加权轮询（Weight Round Robin 简写’wrr’）：安装权重比例分配用户请求。权重越高，被分配到处理的请求越多。（同Nginx的权重）
目标地址散列（Destination Hash 简写’dh’）：根据url的不同，请求到不同的RS。（同Nginx的url_hash）
动态算法
动态：会根据流量的不同，或者服务器的压力不同来分配用户请求，这是动态计算的。
最小连接数（Least Connections 简写’lc’）：把新的连接请求分配到当前连接数最小的服务器。
加权最少连接数（Weight Least Connections 简写’wlc’）：服务器的处理性能用数值来代表，权重越大处理的请求越多。Real Server 有可能会存在性能上的差异，wlc动态获取不同服务器的负载状况，把请求分发到性能好并且比较空闲的服务器。
最短期望延迟（Shortest Expected Delay 简写’sed’）：特殊的wlc算法。举例阐述，假设有ABC三台服务器，权重分别为1、2、3 。如果使用wlc算法的话，当一个新请求进来，它可能会分给ABC中的任意一个。
最少队列调度（Never Queue 简写’nq’）：永不使用队列。如果有Real Server的连接数等于0，则直接把这个请求分配过去，不需要在排队等待运算了（sed运算）。
LVS 节点配置 DR 模式
因为我使用的是虚拟机，所以在开展实验之前，我们需要先将 Linux 中的 NetworkManager 服务关闭:
接着我们来配置一个虚拟IP，将网卡的配置文件复制出一份来，创建子接口：
然后修改复制出来的网卡内容，将虚拟 IP 配置成192.168.0.212, 如下:
接着安装 ipvs 的管理工具 ipvsadm, 而 ipvs 是 LVS 的核心，目前已经集成到了 Linux 的内核中:
Nginx 节点配置
接着我们需要在 Nginx 节点进行配置，第一步是创建一个专门用于响应的网卡子接口:
修改这个复制出来的文件的内容如下:
接着，另一台 Nginx 主机也相同操作。
Nginx 节点配置 ARP
首先我们要设置 arp-ignore, 这是 ARP 的响应级别，规定了哪些 IP 可以响应请求，有两个选项:
0：只要本机配置了 ip, 就能响应请求
1：请求的目标地址到达对应的网络接口，才会响应请求
接着我们要配置第二项: arp-announce, 这是 ARP 的通告行为，指的是返回响应，有三个选项:
0：本机上任何网络接口都可以向外通告，所有的网卡都能接受通告
1：尽可能避免本王卡与不匹配的目标进行通告
2：只在本网卡通告
上面的两项配置通过编辑 /etc/sysctl.conf 文件实现，在末尾追加如下配置:
刷新配置, 使用 sysctl -p 。接着添加 host 路由，命令如下:
但是需要注意的是，如果我们重启之后，这配置就不存在了。如果希望配置永久生效，可以使用如下方式:
配置集群规则
接着，我们在 LVS 节点上配置集群规则。首先创建一个集群，其中 rr指的是采用轮询算法：
接着将两个 Nginx 节点添加到集群中去:
然后使用下面的命令，让配置生效:
如果发现没有轮询的话，是触发了持久化配置，是正常的。
Keepalived + LVS 实现高可用
上面的模式还是存在一个问题，就是 LVS 是单节点，可能会出现单节点故障，所以可以利用 Keepalived 实现 LVS 主备高可用。使用 Keepalived 还可以实现健康检查，这是目前很多公司的采用的高可用的方案。