IPVS（IP Virtual Server），又称IP虚拟服务器，是Linux虚拟服务器（LVS）项目的核心模块，集成于Linux内核2.4及以上版本，提供第四层（传输层）的高性能负载均衡功能。其通过虚拟IP（VIP）接收客户端请求，并根据调度算法将TCP/UDP流量分发至后端真实服务器集群，实现服务的高可用性和横向扩展能力。
IPVS支持轮询、加权最小连接等十种调度算法，以及NAT、直接路由（DR）、隧道（TUN）三种转发模式，其中DR模式因性能最优广泛应用于局域网场景。该系统通过内核态哈希表高效管理连接，相比iptables规则链具备更优的扩展性和吞吐量，适用于大规模Web服务集群及Kubernetes等云原生环境。用户可通过ipvsadm工具配置虚拟服务、管理真实服务器节点及健康检查策略，并借助Netfilter框架实现流量拦截与分发。
含义
IPVS基本上是一种高效的Layer-4交换机，它提供负载均衡的功能。当一个TCP连接的初始SYN报文到达时，IPVS就选择一台服务器，将报文转发给它。此后通过查发报文的IP和TCP报文头地址，保证此连接的后继报文被转发到相同的服务器。这样，IPVS不用检查到请求的内容再选择服务器，这就要求后端的服务器组是提供相同的服务，不管请求被送到哪一台服务器，返回结果都应该是一样的。但是在有一些应用中后端的服务器可能功能不一，有的是提供HTML文档的Web服务器，有的是提供图片的Web服务器，有的是提供CGI的Web服务器。这时，就需要基于内容请求分发 (Content-Based Request Distribution)，同时基于内容请求分发可以提高后端服务器上访问的局部性。
工作原理
（1）先说下LVS
提到IPVS就不得不提LVS（Linux Virtual Server），虚拟服务器是一个高度可扩展性和高可用性的服务器，建立在一个集群的服务器中。服务器集群的架构对用户是完全透明的，并且用户使用起来感觉它只有一个高性能虚拟服务器。
真正的服务器和负载平衡器之间通过高速局域网或地理上分散的广域网可以相互连接。负载平衡器可以将请求调度到不同的服务器并将并行的集群服务显示的像在一个单一的IP地址上的一个虚拟的服务，请求调度可以使用IP负载平衡技术或应用级负载平衡技术。系统的可扩展性是通过透明地添加或删除集群中的节点来实现的。通过检测节点或守护进程的失败和适当地重新配置系统提供高可用性。
（2）IPVS的原理
当一个TCP连接的初始SYN报文到达时，IPVS就选择一台服务器，将报文转发给它。此后通过查发报文的IP和TCP报文头地址，保证此连接的后继报文被转发到相同的服务器。这样，IPVS无法检查到请求的内容再选择服务器，这就要求后端的服务器组是提供相同的服务，不管请求被送到哪一台服务器，返回结果都应该是一样的。但是在有一些应用中后端的服务器可能功能不一，有的是提供HTML文档的Web服务器，有的是提供图片的Web服务器，有的是提供CGI的Web服务器。这时，就需要基于内容请求分发 (Content-Based Request Distribution)，同时基于内容请求分发可以提高后端服务器上访问的局部性。
上面已经说了IPVS是LVS的关键，因为LVS的IP负载平衡技术就是通过IPVS模块来实现的，IPVS是LVS集群系统的核心软件，它的主要作用是：安装在Director Server上，同时在Director Server上虚拟出一个IP地址，用户必须通过这个虚拟的IP地址访问服务。这个虚拟IP一般称为LVS的VIP，即Virtual IP。访问的请求首先经过VIP到达负载调度器，然后由负载调度器从Real Server列表中选取一个服务节点响应用户的请求。
安装
从Linux内核2.4.x版本之后，已经将IPVS内置于内核中，ipvsadm是IPVS的管理程序，察看ipvsadm程序是否已安装最简单的办法就是在任意路径执行命令ipvsadm。
在ubuntu操作系统命令行模式下，执行 sudo ipvsadm
未安装ipvsadm
-bash: ipvsadm: command not found
已安装ipvsadm
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
Forward Weight ActiveConn InActConn
如果未安装，执行命令安装ipvsadm程序： sudo apt-get install ipvsadm
命令参考
对ipvsadm 的命令参考，并根据自己使用的经验，进行了一个简单的翻译，希望对ipvsadm 的使用者有一定的帮助。
为了更好的让大家理解，将常用到的几个术语先简单的介绍一下：
1，virtual-service-address：是指虚拟服务器的ip 地址
2，real-service-address：是指真实服务器的ip 地址
3，scheduler：调度方法
ipvsadm 的用法和格式如下：
ipvsadm -A|E -t|u|f virutal-service-address:port [-s scheduler] [-p[timeout]] [-M netmask]
ipvsadm -D -t|u|f virtual-service-address
ipvsadm -C
ipvsadm -R
ipvsadm -S [-n]
ipvsadm -a|e -t|u|f service-address:port -r real-server-address:port
[-g|i|m] [-w weight]
ipvsadm -d -t|u|f service-address -r server-address
ipvsadm -L|l [options]
ipvsadm -Z [-t|u|f service-address]
ipvsadm --set tcp tcpfin udp
ipvsadm --start-daemon state [--mcast-interface interface]
ipvsadm --stop-daemon
ipvsadm -h
命令选项解释：
有两种命令选项格式，长的和短的，具有相同的意思。在实际使用时，两种都可以。
-A --add-service 在内核的虚拟服务器表中添加一条新的虚拟服务器记录。也就是增加一台新的虚拟服务器。
-E --edit-service 编辑内核虚拟服务器表中的一条虚拟服务器记录。
-D --delete-service 删除内核虚拟服务器表中的一条虚拟服务器记录。
-C --clear 清除内核虚拟服务器表中的所有记录。
-R --restore 恢复虚拟服务器规则
-S --save 保存虚拟服务器规则，输出为-R 选项可读的格式
-a --add-server 在内核虚拟服务器表的一条记录里添加一条新的真实服务器记录。也就是在一个虚拟服务器中增加一台新的真实服务器
-e --edit-server 编辑一条虚拟服务器记录中的某条真实服务器记录
-d --delete-server 删除一条虚拟服务器记录中的某条真实服务器记录
-L|-l --list 显示内核虚拟服务器表
-Z --zero 虚拟服务表计数器清零（清空当前的连接数量等）
--set tcp tcpfin udp 设置连接超时值
--start-daemon 启动同步守护进程。他后面可以是master 或backup，用来说明LVS Router 是master 或是backup。在这个功能上也可以采用keepalived 的VRRP 功能。
--stop-daemon 停止同步守护进程
-h --help 显示帮助信息
其他的选项:
-t --tcp-service service-address 说明虚拟服务器提供的是tcp 的服务
[vip:port] or [real-server-ip:port]
-u --udp-service service-address 说明虚拟服务器提供的是udp 的服务
[vip:port] or [real-server-ip:port]
-f --fwmark-service fwmark 说明是经过iptables 标记过的服务类型。
-s --scheduler scheduler 使用的调度算法，有这样几个选项
rr|wrr|lc|wlc|lblc|lblcr|dh|sh|sed|nq,
默认的调度算法是： wlc.
-p --persistent [timeout] 持久稳固的服务。这个选项的意思是来自同一个客户的多次请求，将被同一台真实的服务器处理。timeout 的默认值为300 秒。
-M --netmask netmask persistent granularity mask
-r --real-server server-address 真实的服务器[Real-Server:port]
-g --gatewaying 指定LVS 的工作模式为直接路由模式（也是LVS 默认的模式）
-i --ipip 指定LVS 的工作模式为隧道模式
-m --masquerading 指定LVS 的工作模式为NAT 模式
-w --weight weight 真实服务器的权值
--mcast-interface interface 指定组播的同步接口
-c --connection 显示LVS 目前的连接 如：ipvsadm -L -c
--timeout 显示tcp tcpfin udp 的timeout 值 如：ipvsadm -L --timeout
--daemon 显示同步守护进程状态
--stats 显示统计信息
--rate 显示速率信息
--sort 对虚拟服务器和真实服务器排序输出
--numeric -n 输出IP 地址和端口的数字形式
转自：https://baike.baidu.com/item/ipvs/5041817
