IPVS是基于Netfilter框架实现的内核模块。它实现了IP层的负载均衡功能。IPVS完全在内核态实现，效率非常高。IPVS的官方网站：
www.。
首先来看一下IPVS模块的一些重要数据结构。
1、ip_vs_service结构
ip_vs_service结构代表的是一个IPVS服务对象，它包含了IPVS服务的监听地址、端口、协议和调度算法等信息。
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/*
* The information about the virtual service offered to the net
* and the forwarding entries
*/
struct ip_vs_service {
struct list_head s_list; /* for normal service table */
struct list_head f_list; /* for fwmark-based service table */
atomic_t refcnt; /* reference counter */
atomic_t usecnt; /* use counter */
__u16 protocol; /* which protocol (TCP/UDP) */
__u32 addr; /* IP address for virtual service */
__u16 port; /* port number for the service */
__u32 fwmark; /* firewall mark of the service */
unsigned flags; /* service status flags */
unsigned timeout; /* persistent timeout in ticks */
__u32 netmask; /* grouping granularity */
struct list_head destinations; /* real server d-linked list */
__u32 num_dests; /* number of servers */
struct ip_vs_stats stats; /* statistics for the service */
struct ip_vs_app *inc; /* bind conns to this app inc */
/* for scheduling */
struct ip_vs_scheduler *scheduler; /* bound scheduler object */
rwlock_t sched_lock; /* lock sched_data */
void *sched_data; /* scheduler application data */
};
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s_list是全局hash链表ip_vs_svc_table的一个节点。ip_vs_svc_table是这样定义的：
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/* the service table hashed by <protocol, addr, port> */
static struct list_head ip_vs_svc_table[IP_VS_SVC_TAB_SIZE];
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它是一个数组，每个成员是一个链表头。将ip_vs_service对象的协议类型、地址和端口进行hash，hash值作为数组下标，然后将此对象置入数组成员对应的链表中。
refcnt和usecnt分别是ip_vs_service对象的引用计数和使用计数。它们是atomic_t类型的变量，使用atomic_XXX系列函数对它们进行操作。refcnt在对象新建时为0，当ip_vs_service对象被加入链表或从链表删除，或者被ip_vs_dest对象引用时，refcnt相应地增或减1。usecnt初始化为1，然后随着__ip_vs_service_get和ip_vs_service_put的对称调用，usecnt相应地增减1。
protocol是ip_vs_service对象的协议类型，其值为IPPROTO_XXX，如IPPROTO_TCP等。
addr和port为ip_vs_service对象的监听地址和端口，网络字节序。
flags为ip_vs_service对象的状态标志位，可以取IP_VS_SVC_F_PERSISTENT和IP_VS_SVC_F_HASHED。前者表示IPVS服务使用了基于IP地址的会话保持，即同一IP地址发起的连接将被负载到同一台真实服务器上。后者表示ip_vs_service对象已被加入到ip_vs_svc_table链表中。
timeout和netmask只有在IP_VS_SVC_F_PERSISTENT标志位被设置时才有效。timeout是会话的超时时间，超过此时间后，会话将不再有效。同一IP地址发起的两个连接，如果间隔超过此时间，则未必会被负载到同一台真实服务器上。netmask可以将会话保持设置成基于IP网段的，即同一网段发起的连接将被负载到同一台真实服务器上。
destinations是ip_vs_dest对象链表，它代指了IPVS服务对应的真实服务器列表。num_dests是服务器个数。
scheduler指向了一个ip_vs_scheduler对象，它代指一种调度算法。sched_lock和sched_data是ip_vs_scheduler对象的锁和私有数据。
2、ip_vs_dest结构
ip_vs_dest结构代表的是一台真实服务器，它包含了真实服务器的地址、端口和权重等信息。
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/*
* The real server destination forwarding entry
* with ip address, port number, and so on.
*/
struct ip_vs_dest {
struct list_head n_list; /* for the dests in the service */
struct list_head d_list; /* for table with all the dests */
__u32 addr; /* IP address of the server */
__u16 port; /* port number of the server */
volatile unsigned flags; /* dest status flags */
atomic_t conn_flags; /* flags to copy to conn */
atomic_t weight; /* server weight */
atomic_t refcnt; /* reference counter */
struct ip_vs_stats stats; /* statistics */
/* connection counters and thresholds */
atomic_t activeconns; /* active connections */
atomic_t inactconns; /* inactive connections */
atomic_t persistconns; /* persistent connections */
__u32 u_threshold; /* upper threshold */
__u32 l_threshold; /* lower threshold */
/* for destination cache */
spinlock_t dst_lock; /* lock of dst_cache */
struct dst_entry *dst_cache; /* destination cache entry */
u32 dst_rtos; /* RT_TOS(tos) for dst */
/* for virtual service */
struct ip_vs_service *svc; /* service it belongs to */
__u16 protocol; /* which protocol (TCP/UDP) */
__u32 vaddr; /* virtual IP address */
__u16 vport; /* virtual port number */
__u32 vfwmark; /* firewall mark of service */
};
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n_list是ip_vs_service对象中destinations链表中的一个节点，表示此ip_vs_dest对象是IPVS服务的一个服务器节点。IPVS中有一个全局的ip_vs_dest对象链表ip_vs_dest_trash。每当要销毁ip_vs_dest对象时，如果其引用计数不为0，则暂时将此ip_vs_dest对象置入链表ip_vs_dest_trash，留待以后销毁或者重新使用。
d_list是全局hash链表ip_vs_rtable的一个节点。
addr和port是ip_vs_dest对象的真实服务器地址和端口，网络字节序。
flags是ip_vs_dest对象的状态标志位，IP_VS_DEST_F_AVAILABLE表示此真实服务器可用，IP_VS_DEST_F_OVERLOAD表示此真实服务器超负荷。
conn_flags是ip_vs_dest对象的连接标志位。这些标志位本身不是用来标示ip_vs_dest对象的，而是由ip_vs_dest对象创建ip_vs_conn对象时，赋给后者的。IP_VS_CONN_F_MASQ、IP_VS_CONN_F_TUNNEL和IP_VS_CONN_F_DROUTE，分别代表NAT、TUN和DR三种模式。后两种模式也暗含了IP_VS_CONN_F_NOOUTPUT标志位。
weight是ip_vs_dest对象的权重，用于调度。
refcnt是ip_vs_dest对象的引用计数，初值为0，当对象被加入链表或从链表删除，或者被ip_vs_conn对象引用时，refcnt相应地增或减1。
svc、protocol、vaddr、vport分别是相应的ip_vs_service对象的参数。
3、ip_vs_conn结构
ip_vs_conn结构代表的是一个连接对象，它包含客户端、IPVS、真实服务器的地址和端口等信息。
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/*
* IP_VS structure allocated for each dynamically scheduled connection
*/
struct ip_vs_conn {
struct list_head c_list; /* hashed list heads */
/* Protocol, addresses and port numbers */
__u32 caddr; /* client address */
__u32 vaddr; /* virtual address */
__u32 daddr; /* destination address */
__u16 cport;
__u16 vport;
__u16 dport;
__u16 protocol; /* Which protocol (TCP/UDP) */
/* counter and timer */
atomic_t refcnt; /* reference count */
struct timer_list timer; /* Expiration timer */
volatile unsigned long timeout; /* timeout */
/* Flags and state transition */
spinlock_t lock; /* lock for state transition */
volatile __u16 flags; /* status flags */
volatile __u16 state; /* state info */
/* Control members */
struct ip_vs_conn *control; /* Master control connection */
atomic_t n_control; /* Number of controlled ones */
struct ip_vs_dest *dest; /* real server */
atomic_t in_pkts; /* incoming packet counter */
/* packet transmitter for different forwarding methods. If it
mangles the packet, it must return NF_DROP or better NF_STOLEN,
otherwise this must be changed to a sk_buff **.
*/
int (*packet_xmit)(struct sk_buff *skb, struct ip_vs_conn *cp,
struct ip_vs_protocol *pp);
/* Note: we can group the following members into a structure,
in order to save more space, and the following members are
only used in VS/NAT anyway */
struct ip_vs_app *app; /* bound ip_vs_app object */
void *app_data; /* Application private data */
struct ip_vs_seq in_seq; /* incoming seq. struct */
struct ip_vs_seq out_seq; /* outgoing seq. struct */
};
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c_list是全局hash链表ip_vs_conn_tab的一个节点。
caddr、vaddr、daddr、cport、vport、dport分别是客户端、IPVS、真实服务器的地址和端口。
protocol是ip_vs_conn对象的协议类型。
refcnt是ip_vs_conn对象的使用计数。其初值为1，__ip_vs_conn_in_get/__ip_vs_conn_put成对调用，或者对象置入链表中，都会影响到此计数值。
timer是ip_vs_conn对象的生存期，当timer到期时，对象被销毁。
timeout是ip_vs_conn对象动态的超时时间，每当对象操作完毕，timeout值用来更新timer，以延长对象的生存期。timeout受连接状态等的影响。
flags是ip_vs_conn对象的标志位，其中IP_VS_CONN_F_MASQ、IP_VS_CONN_F_TUNNEL、IP_VS_CONN_F_DROUTE和IP_VS_CONN_F_NOOUTPUT标志位在介绍ip_vs_dest对象时已经解释过了。IP_VS_CONN_F_HASHED标志位表示此ip_vs_conn对象已经被添加到全局hash链表ip_vs_conn_tab中。IP_VS_CONN_F_INACTIVE标志位表示当前连接为非活动状态，每个ip_vs_conn对象在创建时都会指定此标志。IP_VS_CONN_F_NO_CPORT标志位用于一些特殊协议，如ftp等。IP_VS_CONN_F_TEMPLATE标志位用于实现基于IP地址的会话保持。
state是ip_vs_conn对象用来记录自己的状态的。
control指向ip_vs_conn对象的父连接对象，它与IP_VS_CONN_F_TEMPLATE的作用一样，用于实现基于IP地址的会话保持。
dest指向此连接对象对应的ip_vs_dest对象。
packet_xmit为传输函数，NAT、TUN和DR模式分别对应不同的传输函数。
