叢集的種類 主要分為：

1、HA：高可用叢集，又叫雙機熱備。

  （a）原理

     2臺機器A，B，正常是A提供服務，B待命閒置，當A宕機或服務宕掉，會切換至B繼續提供服務

  （b）常用的高可用開源軟體：heartbeat和keepalived（可以做負載均衡）

2、LB：負載均衡叢集

3、HPC：高效能運算叢集

LVS是Linux Virtual Server的簡寫，意思是Linux虛擬伺服器，是一個虛擬的伺服器集群系統。本專案在1998年5月由章文嵩博士成立，是中國國內最早出現的自由軟體專案之一。

lvs專案的目標

                                                                                         虛擬伺服器的結構

LVS叢集使用三層架構

第一層：負載均衡層（Load Balancer）

位於整個集群系統的最前端，由一臺或多臺負載排程器（Director Server，以下簡稱dir）組成。

dir的作用類似一個路由器，它含有為完成LVS功能所設定的路由表，通過這些路由表把使用者的請求分發給伺服器群組層的應用伺服器（Real Server）

ps：客戶認為服務是來自一個虛擬IP地址上

第二層：伺服器群組層（Server Arrary）

由一組實際執行應用服務的機器組成。Real Server（以下簡稱rs）可以是Web伺服器、Mail伺服器、FTP伺服器、DNS伺服器等

第三層：共享儲存層（Shared Storage）

是為所有rs提供共享儲存空間和內容一致性的儲存區域，一般由磁碟陣列裝置組成。

一般可以通過NFS網路檔案系統共享資料（在繁忙的業務系統中，效能並不太好），此時可以用叢集檔案系統，如 Red Hat 的 GFS 檔案系統，Oracle 提供的 OCFS2 檔案系統等

LVS分3種模式

1. Virtual Server via Network Address Translation（VS/NAT）：網路地址對映
   通過網路地址轉換，排程器重寫請求報文的目標地址，根據預設的排程演算法，將請求分派給後端的真實伺服器；真實伺服器的響應報文通過排程器時，報文的源地址被重寫，再返回給客戶，完成整個負載排程過程。

2. Virtual Server via IP Tunneling（VS/TUN）：IP隧道模式
   採用NAT技術時，由於請求和響應報文都必須經過排程器地址重寫，當客戶請求越來越多時，排程器的處理能力將成為瓶頸。為了解決這個問題，排程器把請求報 文通過IP隧道轉發至真實伺服器，而真實伺服器將響應直接返回給客戶，所以排程器只處理請求報文。由於一般網路服務應答比請求報文大許多，採用 VS/TUN技術後，集群系統的最大吞吐量可以提高10倍。

3. Virtual Server via Direct Routing（VS/DR）：直接路由模式
   VS/DR通過改寫請求報文的MAC地址，將請求傳送到真實伺服器，而真實伺服器將響應直接返回給客戶。同VS/TUN技術一樣，VS/DR技術可極大地 提高集群系統的伸縮性。這種方法沒有IP隧道的開銷，對叢集中的真實伺服器也沒有必須支援IP隧道協議的要求，但是要求排程器與真實伺服器都有一塊網絡卡連 在同一物理網段上。

      ps：還有第 4 種模式 FULLNAT

VS/NAT模式：客戶機-->請求分發伺服器-->Real Server-->請求分發伺服器--->客戶機。

VS/DR模式:客戶機-->請求分發伺服器-->Real Server-->客戶機。

VS/TUN模式：客戶機-->請求分發伺服器-->Real Server-->客戶機。

LVS叢集的特點

1. 功能
   有實現三種IP負載均衡技術和八種連線排程演算法的IPVS軟體。在IPVS內部實現上，採用了高效的Hash函式和垃圾回收機制，能正確處理所排程報文相 關的ICMP訊息（有些商品化的系統反而不能）。虛擬服務的設定數目沒有限制，每個虛擬服務有自己的伺服器集。它支援持久的虛擬服務（如HTTP Cookie和HTTPS等需要該功能的支援），並提供詳盡的統計資料，如連線的處理速率和報文的流量等。針對大規模拒絕服務（Deny of Service）攻擊，實現了三種防衛策略。
   有基於內容請求分發的應用層交換軟體KTCPVS，它也是在Linux核心中實現。有相關的叢集管理軟體對資源進行監測，能及時將故障遮蔽，實現系統的高可用性。主、從排程器能週期性地進行狀態同步，從而實現更高的可用性。

2. 適用性
   後端伺服器可執行任何支援TCP/IP的作業系統，包括Linux，各種Unix（如FreeBSD、Sun Solaris、HP Unix等），Mac/OS和Windows NT/2000等。
   負載排程器能夠支援絕大多數的TCP和UDP協議：

   協議	內 容
   TCP	HTTP，FTP，PROXY，SMTP，POP3，IMAP4，DNS，LDAP，HTTPS，SSMTP等
   UDP	DNS，NTP，ICP，視訊、音訊流播放協議等

   無需對客戶機和伺服器作任何修改，可適用大多數Internet服務。
    

3. 效能
   LVS伺服器集群系統具有良好的伸縮性，可支援幾百萬個併發連線。配置100M網絡卡，採用VS/TUN或VS/DR排程技術，集群系統的吞吐量可高達1Gbits/s；如配置千兆網絡卡，則系統的最大吞吐量可接近10Gbits/s。

4. 可靠性
   LVS伺服器叢集軟體已經在很多大型的、關鍵性的站點得到很好的應用，所以它的可靠性在真實應用得到很好的證實。有很多排程器執行一年多，未作一次重啟動。

5. 軟體許可證
   LVS叢集軟體是按GPL（GNU Public License）許可證發行的自由軟體，這意味著你可以得到軟體的原始碼，有權對其進行修改，但必須保證你的修改也是以GPL方式發行。

lvs叢集的應用 

LVS專案從成立到現在為止，受到不少關注，LVS集群系統已被應用於很多重負載的站點，就我所知該系統已在美、英、德、澳等國的幾十個站點上正式使用。

我們沒有上百臺機器和高速的網路來實際測試LVS的終極效能，所以舉LVS的應用例項來說明LVS的高效能和穩定性。我們所知的一些大型LVS應用例項如下：

• 英國國家JANET Cache Service（wwwcache.ja.net）是為英國150所以上的大學提供Web Cache服務。他們用28個結點的LVS叢集代替了原有現50多臺相互獨立的Cache伺服器，用他們的話說現在速度就跟夏天一樣，因為夏天是放假期間沒有很多人使用網路。

• Linux的門戶站點（www.linux.com）用LVS將很多臺VA Linux SMP伺服器組成高效能的WEB服務，已使用將近一年。

• SourceForge（sourceforge.net）是在全球範圍內為開發原始碼專案提供WEB、FTP、Mailing List和CVS等服務，他們也使用LVS將負載排程到十幾臺機器上。

• 世界上最大的PC製造商之一採用了兩個LVS集群系統，一個在美洲，一個在歐洲，用於網上直銷系統。

• 以RealPlayer提供音訊視訊服務而聞名的Real公司（www.real.com）使用由20臺伺服器組成的LVS叢集，為其全球使用者提供音訊視訊服務。在2000年3月時，整個集群系統已收到平均每秒20,000個連線的請求流。

• NetWalk（www.netwalk.com）用多臺伺服器構造LVS系統，提供1024個虛擬服務，其中本專案的一個美國映象站點（www.us.linuxvirtualserver.org）。

• RedHat（www.redhat.com）從其6.1發行版起已包含LVS程式碼，他們開發了一個LVS叢集管理工具叫Piranha，用於控制LVS叢集，並提供了一個圖形化的配置介面。

• VA Linux（www.valinux.com）向客戶提供基於LVS的伺服器集群系統，並且提供相關的服務和支援。

• TurboLinux的"世界一流Linux叢集產品"TurboCluster實際上是基於LVS的想法和程式碼的，只是他們在新聞釋出和產品演示時忘了致謝 。

• 紅旗Linux和中軟都提供基於LVS的叢集解決方案，並在2000年9月召開的Linux World China 2000上展示。