LVS——NAT网络地址转换模式

1、NAT模型

通过修改请求报文的目标IP地址（同时可能修改目标端口，支持端口映射），改为某Real Server的IP地址实现数据包的转发。
1）客户端将请求报文发往前端的负载均衡器，请求报文源地址为CIP目标地址为VIP
2）负载均衡器接受到报文，发现请求的是在ipvs规则里面存在的地址，那么它将客户端的请求报文的目标地址改为了后端服务器的RIP地址并将报文根据算法发送出去。
3）报文送到Real Server上，由于报文的目标地址是自己，所以会响应请求，并将响应报文返还给Director。
4）然后Director将此报文的源地址修改为本机ip并发送给客户端。

2、特点

1）集群中各节点跟Directory必须在同一网段
2）DIP，RIP通常为私有地址，仅用于集群，且Real Server的网关要指向DIP
3）支持端口映射和转发
4）Real Server可以使用任意的OS
5）请求报文和响应报文都要经由Director，较大规模应用场景中Director可能成为系统瓶颈

3、LVS-NAT模型实现负载均衡的工作方式

NAT模型其实就是通过网络地址转换来实现负载均衡的,它的工作方式几乎跟DNAT一模一样的,目前的DNAT只能转发到一个目标地址,早期的DNAT是可以将请求转发到多个目标的,在LVS出现之后就将此功能从DNAT种去掉了,下面来说说NAT模型的工作方式或者说NAT模型是怎么实现负载均衡的,根据下图：

1、用户请求VIP(也可以说是CIP请求VIP)
2、Director Server 收到用户的请求后,发现源地址为CIP请求的目标地址为VIP,那么Director Server会认为用户请求的是一个集群服务,那么Director Server 会根据此前设定好的调度算法将用户请求负载给某台Real Server ；假如说此时Director Server 根据调度算法的结果会将请求分摊到RealServer1上去,那么Director Server 会将用户的请求报文中的目标地址,从原来的VIP改为RealServer1的IP,然后再转发给RealServer1
3、此时RealServer1收到一个源地址为CIP目标地址为自己的请求,那么RealServer1处理好请求后会将一个源地址为自己目标地址为CIP的数据包通过Director Server 发出去。
4、当Driector Server收到一个源地址为RealServer1 的IP 目标地址为CIP的数据包,此时Driector Server 会将源地址修改为VIP,然后再将数据包发送给用户,

4、LVS-NAT的性能瓶颈

在LVS/NAT的集群系统中，请求和响应的数据报文都需要通过负载调度器 (Director)，当真实服务器(RealServer)的数目在10台和20台之间时，负载调度器(Director)将成为整个集群系统的新瓶颈。大多数Internet服务都有这样的特点：请求报文较短而响应报文往往包含大量的数据。如果能将请求和响应分开处理，即在负载调度器 (Director)中只负责调度请求而响应直接(RealServer)返回给客户，将极大地提高整个集群系统的吞吐量。

5、配置NAT模式

实验环境：

主机	ip	服务
server1	172.25.12.1/172.25.254.100	调度器、网络地址转换
server2	172.25.12.2	apache、Real-server
server3	172.25.12.3	apache、Real-server
server4	172.25.254.112	测试

server1主机上：

<1> 首先在server1的主机上添加一块网卡，如下所示：

<2> 在该网卡上添加外网的ip，并激活网卡，如下所示：

<3> 查看并打开该主机的内核路由防火功能，如下所示：

<4> 添加策略，如下所示：

server2主机上：

<1> 编辑发布文件，如下所示：

<2> 利用命令设置临时网关，开启httpd服务，如下所示：

server3主机上：

<1> 编辑发布文件，如下所示：

<2> 利用命令设置临时网关，开启httpd服务，如下所示：

server4主机：

server4主机没有网关，否则不能成功轮循，如下所示：

测试：