20张图让你彻底掌握负载均衡的秘密！
内容提要
本文介绍了负载均衡器LVS的工作原理和不同模式（NAT、DR、FullNAT），以及双机热备和TOA模块的使用。LVS通过修改数据包的源IP和目的IP来实现请求的转发和响应的返回。NAT模式下，LVS只修改目的IP；DR模式下，LVS还会修改源IP；FullNAT模式下，LVS同时修改源IP和目的IP。
延伸解读
为什么LVS被称为四层负载均衡
LVS需要根据TCP四元组（源IP、目的IP、源端口、目的端口）来保证同一连接的数据包转发到同一台RS。四元组中的端口号位于TCP Header，这意味着LVS必须解析传输层头部，具备连接记录功能，因此属于四层负载均衡，而非简单的三层转发。
DR模式下的ARP配置要点
DR模式要求RS将VIP绑定在lo:0虚拟网卡，并设置arp_ignore=1和arp_announce=2。前者确保RS不响应目的IP为VIP的ARP请求，后者避免RS发送ARP时使用VIP作为源IP，防止网关ARP缓存中VIP的MAC被错误更新为RS的MAC，从而保证请求始终经过LVS。
FullNAT如何解决跨网段与单点问题
FullNAT同时修改数据包的源IP和目的IP，使LVS内网IP与RS可以位于不同网段，从而支持公有云环境下跨VLAN通信，并允许多台LVS共同转发请求，避免NAT模式下的单点瓶颈。此外，LVS会在TCP Header的option字段插入client_ip，RS安装TOA模块后即可读取客户端真实IP。
双机热备与服务器健康检查
LVS通常采用双机热备架构，备机通过定时心跳包监测主机存活状态。同时，备机还能感知后端服务器的存活情况，一旦某台RS宕机，LVS会将其剔除，确保转发流量不会打到故障机器上，从而提升整体服务的高可用性。
Q&A
LVS的工作原理是什么？
LVS通过修改数据包的源IP和目的IP来实现请求的转发和响应的返回。
LVS有哪些负载均衡模式？
LVS主要有NAT、DR和FullNAT三种负载均衡模式。
NAT模式和DR模式有什么区别？
NAT模式下，LVS只修改目的IP，而DR模式下，响应数据包直接返回给客户端，不经过LVS。
FullNAT模式是如何解决NAT模式的单点问题的？
FullNAT模式下，LVS同时修改源IP和目的IP，允许跨网段通信，避免了单点瓶颈。
LVS的双机热备机制是如何工作的？
LVS的双机热备通过心跳包监测主机和服务器的存活状态，确保系统的高可用性。
LVS的起源是什么？
LVS的起源与小章公司的发展历程有关，最初只需一台服务器，但随着用户量的增加，需求逐渐升级。
