一、实验说明
- 实验背景
LVS 是 Linux 内核实现的高性能、高可用的负载均衡集群技术，本实验围绕 LVS 的NAT 模式 、DR 模式展开，同时解决 DR 模式下多协议轮询异常问题，并实现会话粘滞功能，帮助理解 LVS 核心工作机制与实际应用场景。
- 实验环境
服务器角色：VS（调度器）、RS1/RS2（真实服务器）、Router（路由器）、Client（客户端）
网络规划：
NAT 模式：VS 的 eth0（192.168.80.100）对外，eth1（192.168.61.100）对内；RS1（192.168.61.10）、RS2（192.168.61.20）仅内网。
DR 模式：VS（192.168.61.50）、RS1/RS2（192.168.61.10/20）、VIP（192.168.61.200），Router（192.168.80.100/192.168.61.100）做转发。
软件依赖：ipvsadm（LVS 管理工具）、httpd/mod_ssl（web 服务）、iptables（防火墙）、NetworkManager（网络管理）。
二、核心知识点
- LVS 工作模式
| 模式 | 转发方式 | 特点 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| NAT | 网络地址转换（Masq） | VS 作为网关，改写数据包地址；RS 网关指向 VS；仅 VS 需公网 IP | 小规模集群、RS 无公网 IP 场景 |
| DR（直接路由） | 路由转发（Route） | VIP 在 VS 和所有 RS 的 lo 口配置；RS 禁止 ARP 响应；数据包直接返回客户端 | 高性能集群、大流量场景 |
- 关键概念
IPVS：LVS 内核模块，实现虚拟服务与真实服务器的映射。
调度算法：rr（轮询）、wrr（加权轮询），按权重分配请求。
防火墙标记（FWM）：将多端口 / 协议数据包标记，统一负载均衡策略。
会话粘滞（Persistent）：同一客户端请求在指定时间内固定到同一 RS，保证会话连续性。
ARP 抑制：DR 模式下，RS 禁止响应 VIP 的 ARP 请求，避免 IP 冲突。
3.核心命令
ipvsadm：LVS 规则管理（增删改查、持久化）。
nmcli：网络配置（IP、网关、lo 口 VIP）。
iptables：防火墙标记、NAT 转发、路由策略。
sysctl：内核参数调整（IP 转发、ARP 参数）。
三、实验操作
（一）LVS NAT 模式实验
（1）网络环境配置
VS 主机配置：
RS1 配置：
RS2 配置：
（2）RS 业务部署
RS1 部署 web 服务：
RS2 部署 web 服务：
（3）VS 配置 LVS NAT 规则
开启内核 IP 转发：
安装和配置 IPVS 规则：
（4）测试与权重调整
基础测试：
调整 RS1 权重为 2：
（5）规则持久化
自定义文件持久化：
系统服务持久化：
（二）LVS DR 模式实验
（1）把先前的vsnode 改成router配置
（2）前置清理
（3）Router 节点配置
（4）VS 节点配置
基础网络配置：
配置 lo 口 VIP：
（5）Client 节点配置
（6）RS1 节点配置
基础网络配置：
root@RS1 \~# vmset.sh eth0 192.168.61.10 RS1 norouter
root@RS1 \~# nmcli connection modify eth0 ipv4.gateway 192.168.61.100
root@RS1 \~# nmcli connection reload
root@RS1 \~# nmcli connection up eth0
root@RS1 \~# route -n
配置 lo 口 VIP：
抑制 ARP 响应：
（7）RS2 节点配置
基础网络配置：
root@RS2 \~# vmset.sh eth0 192.168.61.20 RS2 norouter
root@RS2 \~# nmcli connection modify eth0 ipv4.gateway 192.168.61.100
root@RS2 \~# nmcli connection reload
root@RS2 \~# nmcli connection up eth0
配置 lo 口 VIP：
抑制 ARP 响应：
（三）DR 模式多协议轮询错误解决（防火墙标记）
1.问题场景
RS1/RS2 同时开启 http（80）和 https（443），VS 分别配置 80/443 规则，导致同一客户端请求 80 和 443 时可能命中不同 RS。
2.操作步骤
（1）RS开启https服务
（2）VS 配置独立 80/443 规则（复现问题）
客户端测试（复现问题）：
（3）防火墙标记解决问题
客户端验证：
（四）DR 模式会话粘滞（持久连接）
1.删除原先有的规则，在创建
2.客户端测试（多次请求固定到同一RS）
3.VS观察连接状态
四、实验总结
1.NAT 模式依赖 VS 做地址转换，配置简单但性能受限；DR 模式通过直接路由提升性能，需配置 VIP 和 ARP 抑制，是生产环境主流方案。
2.防火墙标记可解决多端口 / 协议的负载均衡策略统一问题，避免轮询异常。
3.会话粘滞通过持久连接参数实现，保证客户端会话连续性，适用于需要会话保持的业务场景。
4.LVS 规则持久化可通过文件或系统服务实现，避免重启后规则丢失。