负载均衡集群LVS安装篇

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Web、数据库、邮件等网络服务，本文将详细介绍如何在Linux环境下安装和配置LVS负载均衡集群，包括NAT模式和DR模式的搭建过程。

一、LVS

LVS简介

LVS是一种基于Linux内核的负载均衡技术，通过IPVS（IP Virtual Server）模块实现网络流量的分发，它支持多种负载均衡算法，能够根据需求选择最合适的调度方式。

主要特点

高性能：运行在内核空间，数据包处理效率高。

高可用性：与Keepalived结合使用，实现故障转移。

可扩展性：支持数千个并发连接，适合大规模网络环境。

灵活性：支持多种负载均衡算法，如轮询、加权轮询、最少连接等。

透明性：客户端无需特殊配置，直接访问虚拟IP地址。

工作模式

NAT模式：调度器修改请求和响应的数据包，适用于小型集群。

DR模式：调度器仅修改请求的目的MAC地址，适用于大型集群。

TUN模式：通过IP隧道转发流量，适用于跨网络的集群。

二、环境准备

系统环境

操作系统：CentOS 7.x或RHEL 7.x

内核版本：2.6以上，确保支持IPVS模块

网络拓扑

假设以下IP地址：

LVS调度器（Director Server）：192.168.59.130

真实服务器（Real Server）：192.168.59.132、192.168.59.133

内网网卡：ens33

外网网卡：ens36

三、LVS NAT模式搭建

安装ipvsadm工具

yum -y install ipvsadm
modprobe -ip_vs
lsmod | grep -i ip_vs

配置网络接口

编辑/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33文件，设置内网网卡：

DEVICE=ens33
BOOTPROTO=static
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.59.130
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.59.1
DNS1=8.8.8.8

编辑/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens36文件，设置外网网卡：

DEVICE=ens36
BOOTPROTO=static
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.226.131
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.226.1
DNS1=8.8.8.8

启用IP转发

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

在/etc/sysctl.conf文件中添加：

net.ipv4.ip_forward = 1

使配置永久生效：

sysctl -p

配置LVS NAT模式

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 -w 100
ipvsadm -a -t 192.168.226.131:80 -r 192.168.59.133:80 -m -w 100
ipvsadm -L -n

验证配置

执行以下命令查看LVS配置：

ipvsadm -L -n

输出应显示类似如下内容：

IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.226.131:80 rr
-> 192.168.59.132:80 Masq 100 0 0
-> 192.168.59.133:80 Masq 100 0 0

四、LVS DR模式搭建

安装ipvsadm工具

与NAT模式相同，首先安装ipvsadm工具并加载IPVS模块。

配置网络接口

确保所有服务器的网络接口配置正确，特别是VIP绑定到回环接口，编辑/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0文件：

DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.226.131
NETMASK=255.255.255.0

配置ARP忽略

在调度器和真实服务器上执行：

echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

在/etc/sysctl.conf中添加：

net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2

使配置永久生效：

sysctl -p

配置LVS DR模式

ipvsadm -A -t 192.168.226.131:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.226.131:80 -r 192.168.59.132:80 -g -w 100
ipvsadm -a -t 192.168.226.131:80 -r 192.168.59.133:80 -g -w 100
ipvsadm -L -n

验证配置

执行以下命令查看LVS配置：

ipvsadm -L -n

输出应显示类似如下内容：

IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.226.131:80 rr
-> 192.168.59.132:80 DirectRoute 100 0 0
-> 192.168.59.133:80 DirectRoute 100 0 0

五、归纳

本文详细介绍了LVS负载均衡集群的安装与配置，包括NAT模式和DR模式的搭建过程，通过上述步骤，可以实现高性能、高可用性的负载均衡解决方案，满足不同规模网络环境的需求。

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