一、IPVS的三種負載均衡技術
- 通過NAT實現虛擬伺服器（VS/NAT）
客戶通過Virtual IP Address（虛擬服務的IP地址）訪問網路服務時，請求報文到達排程器，排程器根據連線排程演算法從一組真實伺服器中選出一臺伺服器，將報文的目標地址 Virtual IP Address改寫成選定伺服器的地址，報文的目標埠改寫成選定伺服器的相應埠，最後將修改後的報文傳送給選出的伺服器。同時，排程器在連線Hash 表中記錄這個連線，當這個連線的下一個報文到達時，從連線Hash表中可以得到原選定伺服器的地址和埠，進行同樣的改寫操作，並將報文傳給原選定的服務 器。當來自真實伺服器的響應報文經過排程器時，排程器將報文的源地址和源埠改為Virtual IP Address和相應的埠，再把報文發給使用者。我們在連線上引入一個狀態機，不同的報文會使得連線處於不同的狀態，不同的狀態有不同的超時值。在TCP 連線中，根據標準的TCP有限狀態機進行狀態遷移，這裡我們不一一敘述，請參見W. Richard Stevens的《TCP/IP Illustrated Volume I》；在UDP中，我們只設定一個UDP狀態。不同狀態的超時值是可以設定的，在預設情況下，SYN狀態的超時為1分鐘，ESTABLISHED狀態的超 時為15分鐘，FIN狀態的超時為1分鐘；UDP狀態的超時為5分鐘。當連線終止或超時，排程器將這個連線從連線Hash表中刪除。
這樣，客戶所看到的只是在Virtual IP Address上提供的服務，而伺服器叢集的結構對使用者是透明的。對改寫後的報文，應用增量調整Checksum的演算法調整TCP Checksum的值，避免了掃描整個報文來計算Checksum的開銷。
- 通過IP隧道實現虛擬伺服器（VS/TUN）
VS/TUN 的工作流程如圖5所示：它的連線排程和管理與VS/NAT中的一樣，只是它的報文轉發方法不同。排程器根據各個伺服器的負載情況，動態地選擇一臺伺服器， 將請求報文封裝在另一個IP報文中，再將封裝後的IP報文轉發給選出的伺服器；伺服器收到報文後，先將報文解封獲得原來目標地址為VIP的報文，伺服器發 現VIP地址被配置在本地的IP隧道裝置上，所以就處理這個請求，然後根據路由表將響應報文直接返回給客戶。
在這裡需要指出，根據預設的TCP/IP協議棧處理，請求報文的目標地址為VIP，響應報文的源地址肯定也為VIP，所以響應報文不需要作任何修改，可以直接返回給客戶，客戶認為得到正常的服務，而不會知道究竟是哪一臺伺服器處理的。
- 通過直接路由實現虛擬伺服器（VS/DR）
VS/DR 的工作流程：它的連線排程和管理與VS/NAT和VS/TUN中的一樣，它的報文轉發方法又有不同，將報文直接路由給目標伺服器。在VS/DR 中，排程器根據各個伺服器的負載情況，動態地選擇一臺伺服器，不修改也不封裝IP報文，而是將資料幀的MAC地址改為選出伺服器的MAC地址，再將修改後 的資料幀在與伺服器組的區域網上傳送。因為資料幀的MAC地址是選出的伺服器，所以伺服器肯定可以收到這個資料幀，從中可以獲得該IP報文。當伺服器發現 報文的目標地址VIP是在本地的網路裝置上，伺服器處理這個報文，然後根據路由表將響應報文直接返回給客戶。
二、IPVS在核心中實現的八種連線排程演算法
- 輪叫排程（Round-Robin Scheduling）
- 加權輪叫排程（Weighted Round-Robin Scheduling）
- 最小連線排程（Least-Connection Scheduling）
- 加權最小連線排程（Weighted Least-Connection Scheduling）
- 基於區域性性的最少連結（Locality-Based Least Connections Scheduling）
- 帶複製的基於區域性性最少連結（Locality-Based Least Connections with Replication Scheduling）
- 目標地址雜湊排程（Destination Hashing Scheduling）
- 源地址雜湊排程（Source Hashing Scheduling）