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如何实战部署负载均衡集群LVS？

admin
行业动态
2024-11-13
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负载均衡集群LVS实战篇

如何实战部署负载均衡集群LVS？第1张

一、背景介绍

随着互联网技术的迅猛发展，网站的访问量和数据流量呈指数级增长，单台服务器无论在性能还是可用性方面都逐渐难以应对这种大规模的访问需求，为了提供更稳定、高效、可扩展的服务，负载均衡技术应运而生，负载均衡通过将请求分配到多台服务器上，可以显著提高系统的处理能力和可靠性，而Linux Virtual Server（LVS）作为一种高性能的负载均衡解决方案，得到了广泛的应用，本文将详细探讨LVS的原理、配置及其应用。

二、什么是负载均衡？

定义及作用

负载均衡（Load Balancing）是一种将请求分散到多个服务器的技术，旨在优化资源使用，最大化系统吞吐量，最小化响应时间，并避免单点故障，通过负载均衡，系统的整体性能和可靠性得以提升。

负载均衡的类型

二层负载均衡（MAC层）：基于MAC地址进行请求分配。

三层负载均衡（IP层）：基于IP地址进行请求分配。

四层负载均衡（传输层）：基于IP+端口进行请求分配，处理TCP/UDP协议。

七层负载均衡（应用层）：基于URL、Cookie等应用层信息进行请求分配。

三、LVS简介

LVS的定义

LVS即Linux Virtual Server，是由章文嵩博士发起的一个开源项目，现已成为Linux内核的一部分，它通过高效的负载均衡算法和IP转发技术，为大规模网络服务提供了可靠的支持。

LVS的主要功能

实现高性能、高可用的服务器集群；

提供多种负载均衡算法，如轮询、加权轮询、最少连接等；

支持NAT、TUN和DR三种工作模式；

具备良好的可扩展性和易用性。

四、LVS的工作原理

NAT模式

在NAT模式下，LVS作为真实服务器的网关，客户端请求首先到达LVS，由LVS进行DNAT（目标地址转换）后转发给真实服务器，真实服务器的响应再经过LVS进行SNAT（源地址转换）后返回给客户端。

TUN模式

TUN模式也称为IP隧道模式，LVS将请求封装在新的IP包中转发给真实服务器，真实服务器直接返回响应给客户端，不需要经过LVS。

DR模式

在DR模式下，LVS仅修改请求的MAC地址，将其转发给真实服务器，真实服务器直接返回响应给客户端，由于不经过LVS，DR模式具有更高的性能。

五、LVS的安装与配置

环境准备

确保所有服务器均已安装CentOS，并且网络配置正确。

安装Keepalived

Keepalived用于实现VRRP（虚拟路由冗余协议），以保证高可用性。

yum install keepalived -y

编辑/etc/keepalived/keepalived.conf文件，添加如下内容：

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass your_password
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.80.200
    }
}

安装IPVSAdm工具

IPVSAdm是配置LVS规则的工具。

yum install ipvsadm iptables -y

配置LVS

创建脚本/etc/rc.d/init.d/lvs如下：

#!/bin/bash
case "$1" in
start)
    ipvsadm -C
    ipvsadm -A -t 192.168.80.200:80 -s rr
    ipvsadm -a -t 192.168.80.200:80 -r 192.168.80.102:80 -g
    ipvsadm -a -t 192.168.80.200:80 -r 192.168.80.103:80 -g
    ;;
stop)
    ipvsadm -C
    ;;
*)
    echo "Usage: $0 {start|stop}"
    exit 1
esac
exit 0

赋予执行权限并启动服务：

chmod +x /etc/rc.d/init.d/lvs
service lvs start

六、测试与验证

检查LVS状态

ipvsadm -ln

输出示例：

IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Probing VSIface ... done
Maintaining a pool of 2 virtual servers of 1 real servers (0 new)
Virtual Service '192.168.80.200:80' {           Connections     0          Conn/Sec     0          MaxConn     4096        PersistentConns    0
-> Forward:      addr=192.168.80.102:80, Masq/Failover Marker disable Weight 1
-> Forward:      addr=192.168.80.103:80 Masq/Failover Marker disable Weight 1