如何配置负载均衡集群LVS？

负载均衡集群LVS配置

一、背景介绍

Linux Virtual Server（LVS）是一个高性能、高可用性的负载均衡解决方案，广泛应用于各种大型网络环境和IT基础设施中，LVS不仅能够提供高效的流量分发和负载均衡功能，还具备良好的可扩展性和灵活性，本文将详细介绍如何配置一个基于LVS的负载均衡集群，涵盖其工作原理、常用模式、调度算法及实际操作步骤。

二、LVS负载均衡集群

LVS简介

LVS是Linux Virtual Server的简称，是由章文嵩博士发起的一个开源项目，旨在通过IPVS（IP Virtual Server）技术实现高性能的负载均衡，LVS现已成为Linux内核的一部分，提供了多种负载均衡策略和转发方式，适用于不同的应用场景。

负载均衡的结构

LVS负载均衡集群通常由以下几个部分组成：

负载调度器（Load Balancer或Director）：负责接收客户端请求，并根据预设的调度算法将请求分发到后端服务器池中的某一台真实服务器（Real Server）。

服务器池（Server Pool）：由多台真实服务器组成，每台服务器具有独立的RIP地址，处理来自调度器的请求。

共享存储（Share Storage）：为所有真实服务器提供一致的文件存取服务，确保数据的一致性和高可用性。

LVS的工作模式

LVS支持三种主要的工作模式：

NAT模式（Network Address Translation）：调度器作为网关设备，通过修改数据包的源或目的IP地址来实现负载均衡，这种模式安全性较高，但调度器可能成为瓶颈。

TUN模式（IP隧道）：调度器将请求封装在IP隧道中转发给真实服务器，响应直接返回客户端，这种模式下，调度器不再是瓶颈，但需要真实服务器支持IP隧道协议。

DR模式（直接路由）：调度器仅修改请求的数据帧的MAC地址，将其直接转发给真实服务器，响应也直接返回客户端，这种模式性能较高，但要求调度器和真实服务器在同一局域网内。

常用的负载调度算法

LVS支持多种负载调度算法，包括但不限于以下几种：

轮询（Round Robin）：将请求按顺序依次分配给各真实服务器。

加权轮询（Weighted Round Robin）：根据服务器的权重分配请求，权重高的服务器分配更多的请求。

最少连接（Least Connections）：将请求分配给当前连接数最少的服务器。

加权最少连接（Weighted Least Connections）：结合服务器的权重和当前连接数进行分配。

源地址哈希（Source Hashing）：根据客户端IP地址进行哈希计算，将请求分配给特定的服务器。

三、LVS负载均衡集群搭建步骤

环境准备

假设我们有三台服务器：

负载调度器（LVS）：192.168.59.130

真实服务器1：192.168.59.132

真实服务器2：192.168.59.133

所有服务器均关闭防火墙和SELinux：

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
sed -i 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g' /etc/selinux/config
setenforce 0

配置共享存储（NFS服务器）

在一台服务器上安装并配置NFS服务，以便其他服务器可以共享文件系统，在192.168.23.11上配置NFS共享存储：

yum install -y nfs-utils
systemctl start nfs-server
systemctl enable nfs-server
mkdir -p /opt/nfs
echo "/opt/nfs *(rw,sync)">/etc/exports
exportfs -r

在其他服务器上创建挂载点并挂载NFS共享：

mkdir -p /opt/nfs
mount -t nfs 192.168.23.11:/opt/nfs /opt/nfs

部署真实服务器（RS1和RS2）

在真实服务器上安装Web服务（如Nginx），并配置它们使用共享存储中的资源，在192.168.59.132和192.168.59.133上执行：

yum install -y nginx
systemctl start nginx
systemctl enable nginx

编辑Nginx配置文件，使其使用共享存储中的静态资源：

server {
    listen 80;
    server_name localhost;
    location / {
        root /opt/nfs;
        index index.html;
    }
}

配置负载调度器（LVS）

在负载调度器上安装IPVS管理工具ipvsadm：

yum install -y ipvsadm

启动IPVS服务：

systemctl start ipvsadm
systemctl enable ipvsadm

加载IPVS内核模块：

modprobe ip_vs
modprobe ip_vs_rr
modprobe ip_vs_wrr
modprobe ip_vs_sh

配置LVS的虚拟服务器和调度策略，使用DR模式和轮询算法：

ipvsadm -A -t 192.168.226.131:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.226.131:80 -r 192.168.59.132:80 -m
ipvsadm -a -t 192.168.226.131:80 -r 192.168.59.133:80 -m

启用IP转发：

echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

配置网卡，确保VIP地址绑定在LVS上：

ifconfig ens33:0 192.168.226.131 netmask 255.255.255.0 up

测试配置

使用浏览器或命令行工具（如curl）访问LVS的VIP地址，观察请求是否被正确分发到后端的真实服务器。

curl http://192.168.226.131/

如果配置正确，应该能看到Nginx的欢迎页面，并且多次刷新页面会看到不同的真实服务器在处理请求。

四、归纳与最佳实践

通过以上步骤，我们成功搭建了一个基于LVS的负载均衡集群，实现了高可用性和高性能的流量分发，LVS的多种工作模式和调度算法可以根据实际需求灵活选择，以满足不同的应用场景。

最佳实践

监控与维护：定期监控LVS和真实服务器的健康状态，及时替换故障节点，确保集群的高可用性。

安全配置：虽然LVS本身不处理HTTPS请求，但可以通过前端的SSL终止方案（如使用HAProxy）来提升安全性。

性能优化：根据业务需求调整调度算法和参数，合理分配服务器资源，避免单点瓶颈。

备份与恢复：定期备份配置文件和关键数据，制定应急恢复计划，以应对突发故障。

参考资料

[LVS官方文档](http://www.linuxvirtualserver.org)

[Keepalived官网](http://www.keepalived.org)

[Nginx官方文档](http://nginx.org/en/docs/)

各位小伙伴们，我刚刚为大家分享了有关“负载均衡集群lvs配置”的知识，希望对你们有所帮助。如果您还有其他相关问题需要解决，欢迎随时提出哦！