四层负载均衡指的是在即在OSI第4层工作,就是TCP层,一般使用的LVS的IP负载均衡;每个LVS中的负载均衡服务器都有一个IP一般称为VIP,而用户对服务请求必须基于对此VIP进行访问,
当用户的请求到达VIP如何分配到RealServer上的,此处有3中实现分别是分别是NAT、TUN和DR:
NAT: 即(Virtual Server via Network Address Translation):
网络翻译技术实现虚拟服务器,当用户的请求到达VIP Server的时候,VIP Server根据一定的负载均衡策略,修改报文的目的IP和端口为Real Server,而Real Server做出相应之后,将报文返回VIP Server,VIP 修改报文的源地址从Real Server改为VIP Server 发给Client。从上面过程中流量的进入和方位全部需要经过VIP Server重写,所以存在VIP Server的瓶颈。
TUN :即(Virtual Server via IP Tunneling)
IP隧道技术实现虚拟服务器, 和NAT技术相似流量进入并转发给Real Server链路是相同的,不同的是Real Server返回直接范围Client不经过前端VIP Server,此方式VIP Server将只处理进入的流量,集群系统的吞吐量大大提高。
DR: 即(Virtual Server via Direct Routing)
直接路由实现虚拟服务器,它的思路和TUN技术比较相似,当时在用户进入的流量转发到Real Server的时候不是采用IP进行转发的,而是根据mac地址,直接修改数据包的mac的地址,相应报文也是直接返回给Client。(DR模式下需要LVS和绑定同一个VIP,通过loopback实现)这种方式是3种方式中效率最高的,但是它是基于mac转发的,限制VIP Server与Real Server都有一块网卡连在同一物理网段上。
负载均衡系统必须建立在面对网络连接的基础上,而不是面对数据包的基础上。也就是说网络连接是有状态,A数据包和后续B数据报很可能是有关联,比如TCP的三次握手,软负载面向的对象应该是一个已经建立连接的用户,而不是一个孤零零的IP包。所以说在第一次对某Client的流量选定了后端服务器之后,一定记录出先转发的路由表,在一定时间的范围内保证保持Client和后端服务器连接关联性。为了确保这一点,LVS内部维护着一个Session的Hash表,通过客户端的某些信息可以找到应该转发到哪一台RS上
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