LVS（Linux Virtual Server）

小鸡食米2026-02-17 20:49

LVS（Linux Virtual Server）

LVS 全称 Linux Virtual Server ，是 Linux 内核层实现的高性能、高可用的负载均衡集群技术，由章文嵩博士开发，目前是 Linux 内核的标准模块之一。它的核心作用是将前端的请求流量分发到后端多台真实服务器（Real Server）上，从而提升服务的并发处理能力和可用性。

一.实验环境

主机名 角色
server1 调度器（VS）
server2 真实服务器（RS）
server3 真实服务器（RS）
server4 测试机

二、LVS运行原理

2.1LVS简介

2.1.1 什么是LVS
项目 说明
全称 Linux Virtual Server（Linux虚拟服务器）
本质 负载调度器，集成在Linux内核中
作者 章文嵩（阿里开源贡献者）
典型应用 阿里四层SLB（Server Load Balance）基于 LVS + Keepalived 实现
官网 http://www.linuxvirtualserver.org/ #### 3.1.2 LVS核心术语
缩写 全称 角色说明
VS Virtual Server 虚拟服务器，负责调度分发请求
RS Real Server 真实服务器，负责实际处理业务

2.2 LVS集群体系结构

2.2.1 工作原理
复制代码 
客户端请求 → VS（调度器）根据算法选择 → RS（真实服务器）处理响应

核心逻辑 ：VS根据请求报文的目标IP、协议、端口 ，通过调度算法挑选合适的RS进行转发。

2.3 LVS核心概念

2.3.1 关键IP地址定义

表格

复制

缩写 全称 说明 类比
CIP Client IP 客户端主机的IP 顾客的住址
VIP Virtual Server IP VS外网IP，对外暴露的访问地址 门店招牌地址
DIP Director IP VS内网IP，连接后端RS的地址 店长内部联络号
RIP Real Server IP 真实业务主机的IP 后厨各工位分机
2.3.2 数据流向
复制代码 
CIP <--> VIP == DIP <--> RIP

解读：客户端访问VIP，VS将请求转发到某RS的RIP，响应再返回给客户端。 |

2.4 LVS集群的四种工作模式

模式 全称 核心机制 使用频率
lvs-nat NAT模式 修改请求报文的目标IP（DNAT） ⭐⭐⭐
lvs-dr 直接路由模式 重新封装MAC地址 ⭐⭐⭐⭐⭐ 最常用
lvs-tun 隧道模式 在原IP报文外新增IP首部 ⭐⭐ 远距离场景
lvs-fullnat 全NAT模式 同时修改源IP和目标IP ⭐ 需重新编译内核
2.4.1 NAT模式详解
核心特点
特性 说明
本质 多目标IP的DNAT（目标地址转换）
网络要求 RIP和DIP必须在同一IP网络 ，使用私网地址
网关设置 RS的网关必须指向DIP
流量走向 请求和响应都必须经过Director
端口映射 支持修改目标端口
系统要求 VS必须是Linux，RS可以是任意OS
数据流转过程（6步）
复制代码 
1. 客户端 → 发送请求 [CIP→VIP:80]
        ↓
2. VS调度器 → DNAT转换 [目标VIP→RIP:9000]
        ↓
3. RS处理 → 响应请求 [RIP→CIP]
        ↓
4. VS调度器 → SNAT转换 [源RIP→VIP:80]
        ↓
5. VS回传 → 客户端收到响应
        ↓
6. ⚠️ 瓶颈：所有流量进出都走VS，易成性能瓶颈
内核处理位置

关键位置 ：IPVS作用点在 PREROUTING → INPUT 链之间

注意 ：iptables的PREROUTING规则会干扰IPVS工作，部署LVS时需清空防火墙策略。

安装httpd

bash 复制代码 
[root@RS1 ~]# systemctl enable httpd --now
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service → /usr/lib/systemd/system/httpd.service.
[root@RS1 ~]# echo RS1 - 192.168.0.10 > /var/www/html/index.html
[root@RS1 ~]# curl 192.168.0.10
RS1 - 192.168.0.10
[root@RS1 ~]#

开启调度器内核转发

bash 复制代码 
[root@DR ~]# echo net.ipv4.ip_forward=1 >> /etc/sysctl.conf
[root@DR ~]# sysctl -p
net.ipv4.ip_forward = 1
[root@DR ~]#

配置ipvs

bash 复制代码 
[root@DR ~]# dnf install ipvsadm -y
[root@DR ~]# ipvsadm -C
[root@DR ~]# ipvsadm  -A -t 172.25.254.100:80  -s wrr
[root@DR ~]# ipvsadm -a -t  172.25.254.100:80 -r 192.168.0.10 -m -w 1
[root@DR ~]# ipvsadm -a -t  172.25.254.100:80 -r 192.168.0.20 -m -w 1
[root@DR ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.25.254.100:80 wrr
  -> 192.168.0.10:80              Masq    1      0          0
  -> 192.168.0.20:80              Masq    1      0          0
[root@DR ~]# systemctl restart  ipvsadm.service
[root@DR ~]# curl 172.25.254.100
RS1 - 192.168.0.10
[root@DR ~]# curl 172.25.254.100
RS2 - 192.168.0.20
[root@DR ~]# curl 172.25.254.100
RS1 - 192.168.0.10
[root@DR ~]# curl 172.25.254.100
RS2 - 192.168.0.20
[root@DR ~]# curl 172.25.254.100
RS1 - 192.168.0.10
[root@DR ~]# curl 172.25.254.100
RS2 - 192.168.0.20
[root@DR ~]# curl 172.25.254.100
RS1 - 192.168.0.10

ipvs持久化

利用自定义文件进行持久化

bash 复制代码 
[root@DR ~]# ipvsadm-save -n
-A -t 172.25.254.100:80 -s wrr
-a -t 172.25.254.100:80 -r 192.168.0.10:80 -m -w 1
-a -t 172.25.254.100:80 -r 192.168.0.20:80 -m -w 1
[root@DR ~]# ipvsadm-save -n > /mnt/ipvs.rule
[root@DR ~]# ipvsadm -C
[root@DR ~]# ipvsadm-restore < /mnt/ipvs.rule
[root@DR ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.25.254.100:80 wrr
  -> 192.168.0.10:80              Masq    1      0          0
  -> 192.168.0.20:80              Masq    1      0          0
[root@DR ~]#

DR实验实操

实验环境

主机名 ip vip 角色
client 172.25.254.10 vmware NAT null 测试主机
router NAT-eth0:172.25.254.100，仅主机-eth1:192.168.0.10 null 路由器
lvs 192.168.0.200，GW 192.168.0.10 仅主机 lo:192.168.0.100 调度器
RS1 192.168.0.101，GW 192.168.0.10 仅主机 lo:192.168.0.100 web服务器1
RS2 192.168.0.102, GW 192.168.0.10 仅主机 lo:192.168.0.100 web服务器2

实验配置

复制代码 
[root@router ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:61:87:fd brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp3s0
    altname ens160
    inet 172.25.254.100/24 brd 172.25.254.255 scope global noprefixroute eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::3fa1:87d2:5cf9:b034/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: eth1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:61:87:07 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp19s0
    altname ens224
    inet 192.168.0.100/24 brd 192.168.0.255 scope global noprefixroute eth1
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::e4ac:effc:837f:ec6e/64 scope link tentative noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever


[root@RS1 system-connections]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.0.200/32 scope global lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:a2:8c:26 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp3s0
    altname ens160
    inet 192.168.0.10/24 brd 192.168.0.255 scope global noprefixroute eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::3fa1:87d2:5cf9:b034/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever


[root@RS2 ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.0.200/32 scope global lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:46:6d:2b brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp3s0
    altname ens160
    inet 192.168.0.20/24 brd 192.168.0.255 scope global noprefixroute eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::e90:1704:51c8:2b6b/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever


[root@DR1 ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.0.200/32 scope global lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:b8:06:d9 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp3s0
    altname ens160
    inet 192.168.0.50/24 brd 192.168.0.255 scope global noprefixroute eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::6355:ed82:1687:35a1/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever



[root@client ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:a6:62:22 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp3s0
    altname ens160
    inet 172.25.254.99/24 brd 172.25.254.255 scope global noprefixroute eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::e90:1704:51c8:2b6b/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever

调度器的配置

复制代码 
[root@DR1 ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.0.200:80 wrr
  -> 192.168.0.10:80              Route   1      0          0
  -> 192.168.0.20:80              Route   1      0          0

client的配置

复制代码 
[root@client ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:a6:62:22 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp3s0
    altname ens160
    inet 172.25.254.99/24 brd 172.25.254.255 scope global noprefixroute eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::e90:1704:51c8:2b6b/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever

测试

复制代码 
[root@client ~]# curl 192.168.0.200
RS2 - 192.168.0.20
[root@client ~]# curl 192.168.0.200
RS1 - 192.168.0.10
[root@client ~]# curl 192.168.0.200
RS2 - 192.168.0.20
[root@client ~]# curl 192.168.0.200
RS1 - 192.168.0.10
[root@client ~]# curl 192.168.0.200
RS2 - 192.168.0.20
[root@client ~]# curl 192.168.0.200
RS1 - 192.168.0.10
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