Linux LVS详解 - 技术栈

1. LVS概念

LVS（Linux Virtual Server）是一个基于Linux操作系统的虚拟服务器技术，用于实现负载均衡和高可用性。LVS通过将客户端的请求分发到多台后端服务器上，从而提高整体服务的处理能力和可靠性。LVS主要有两个组件：IPVS（IP Virtual Server）和LVS-NAT、LVS-DR、LVS-TUN三种工作模式。

2. LVS的优势

高性能：LVS工作在内核层，性能高效，能够处理大量并发请求。
高可用性：通过配置Keepalived等工具，LVS可以实现高可用性，确保服务的持续运行。
灵活性强：支持多种负载均衡算法和工作模式，适应不同的应用场景。

3. LVS架构

LVS的整体架构主要包括负载均衡器（Load Balancer）、后端服务器（Real Server）和客户端三部分。客户端的请求首先到达负载均衡器，然后由负载均衡器根据一定的调度算法将请求转发到后端服务器进行处理，处理结果再返回给客户端。

4. LVS的工作模式

LVS支持三种主要的工作模式：

LVS-NAT模式：通过修改请求报文的目标IP地址实现负载均衡。
LVS-DR模式：通过操纵封装新的MAC地址实现负载均衡。
LVS-TUN模式：在原请求IP报文之外新加一个IP首部实现负载均衡。

5. LVS实战案例

LVS-DR模式实战案例

环境准备：

负载均衡器（Director）：CentOS 7
真实服务器（Real Server）：两台 CentOS 7
VIP：192.168.1.100

配置 LVS 负载均衡器：

首先，确保 LVS 和 ipvsadm 已安装：

bash 复制代码

yum install ipvsadm -y
modprobe ip_vs

设置 LVS 负载均衡规则：

bash 复制代码

ipvsadm -A -t 192.168.1.100:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.101:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.102:80 -g

解释：

-A -t 192.168.1.100:80：添加一个 VIP 地址监听 80 端口的服务。
-s rr：使用轮询调度算法。
-a -r 192.168.1.101:80 -g：将真实服务器 192.168.1.101 加入到 VIP 服务中，并使用 DR 模式（ -g 表示 DR 模式）。
-a -r 192.168.1.102:80 -g：同样将 192.168.1.102 加入服务。

配置真实服务器：

为了使 LVS DR 模式生效，我们需要在真实服务器上进行一些特殊的配置。

配置 lo 接口的 VIP，但不要让它对外 ARP 应答：

bash 复制代码

ifconfig lo:0 192.168.1.100 netmask 255.255.255.255 up
route add -host 192.168.1.100 dev lo:0

禁止真实服务器对 VIP 发送 ARP 响应：编辑 /etc/sysctl.conf 文件，添加以下内容：

bash 复制代码

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

然后执行 sysctl -p 使配置生效。

启动 web 服务（如 Nginx 或 Apache）监听所有 IP：

bash 复制代码

yum install nginx -y
systemctl start nginx

测试：

在客户端访问 http://192.168.1.100，请求会被 LVS 分发到后端的真实服务器上。通过多次刷新页面，您可以看到请求在两台真实服务器之间轮流分发。

查看 LVS 状态：

可以使用以下命令查看 LVS 的负载均衡状态：

bash 复制代码

ipvsadm -L -n

输出将显示 LVS 的规则以及每台真实服务器的连接数。