新手LVS四层负载均衡器安装配置全攻略，遇到常见问题如何解决？

LVS安装配置详解

LVS（Linux Virtual Server）是Linux环境下实现负载均衡的经典方案，通过内核模块IPVS实现四层（TCP/UDP）负载均衡，结合Keepalived实现高可用，广泛应用于Web服务器、应用服务器等场景，本文将详细介绍LVS的安装、配置及常见问题,帮助读者快速部署负载均衡环境。

LVS

LVS通过主控节点（Master）和后端节点（Backend）协同工作实现负载均衡：主控节点负责分发请求至后端节点，后端节点提供实际服务，其核心组件包括：

• IPVS：内核模块，负责请求分发和会话保持；
• Keepalived：实现主控节点高可用，当主控节点故障时，备节点接管虚拟IP（VIP）；
• 后端服务器：接收分发请求并提供服务。

环境准备

1. 硬件要求

   • 主控节点：至少1台，配置双网卡（用于内网通信和虚拟IP）；
   • 后端节点：至少2台，配置与主控节点内网互通的网络接口。

2. 软件要求

   • 操作系统：CentOS 7/8（或Ubuntu 18.04+），需安装EPEL源（CentOS）或 Universe源（Ubuntu）；
   • 核心组件：ipvsadm（负载均衡工具）、keepalived（高可用工具）、net-tools（网络工具）。

3. 网络规划
   | 组件 | 内网IP | 虚拟IP（NAT/DR模式） |
   |——|——–|————————|
   | 主控节点1 | 192.168.1.100 | 192.168.1.200（NAT） / 192.168.1.200（DR） |
   | 后端节点1 | 192.168.1.10 | – |
   | 后端节点2 | 192.168.1.11 | – |

LVS安装

1. 安装依赖包

   • CentOS 7/8：

     sudo yum install -y epel-release net-tools ipvsadm keepalived

   • Ubuntu 18.04+：

     sudo apt update && sudo apt install -y net-tools ipvsadm keepalived

2. 启用内核参数
   编辑 /etc/sysctl.conf 文件，确保以下参数生效（需重启后生效）：

   net.ipv4.ip_forward = 1
   net.ipv4.conf.all.accept_source_route = 0
   net.ipv4.conf.all.accept_redirects = 0
   net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
   net.ipv4.conf.all.rp_filter = 0
   net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 2
   net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
   net.ipv4.conf.all.arp_filter = 1
   net.ipv4.conf.all.route_localnet = 1

   重启内核参数：

   sudo sysctl -p

LVS配置

LVS支持三种负载均衡模式，根据业务需求选择：

• NAT模式：四层负载均衡，适合HTTP/HTTPS等无状态服务，后端服务器使用私有IP；
• DR模式：四层负载均衡，后端服务器需配置共享IP，数据包不经过主控节点转发；
• TUN模式：四层负载均衡，通过隧道连接后端服务器，适合跨网段场景。

NAT模式配置（以WRR调度为例）

• 主控节点配置：

  # 创建虚拟服务（虚拟IP:80，WRR调度）  
  ipvsadm -A -t 192.168.1.200:80 -s wrr
  # 添加后端服务器（NAT模式，端口80）  
  ipvsadm -a -t 192.168.1.200:80 -r 192.168.1.10:80 -m
  # 添加第二个后端服务器  
  ipvsadm -a -t 192.168.1.200:80 -r 192.168.1.11:80 -m

• 后端节点配置：

  • 确保后端节点网络可达主控节点；
  • 防火墙允许80端口（如CentOS）：

    sudo firewall-cmd --add-port=80/tcp --permanent
    sudo firewall-cmd --reload

DR模式配置（以RR调度为例）

• 主控节点配置：

  # 创建虚拟服务（虚拟IP:80，RR调度）  
  ipvsadm -A -t 192.168.1.200:80 -s rr
  # 添加后端服务器（DR模式，权重1）  
  ipvsadm -a -t 192.168.1.200:80 -r 192.168.1.10:80 -d 192.168.1.10 -w 1
  # 添加第二个后端服务器  
  ipvsadm -a -t 192.168.1.200:80 -r 192.168.1.11:80 -d 192.168.1.11 -w 1

• 后端节点配置：

  • 在后端节点配置网络接口（如eth0）使用虚拟IP（192.168.1.200），并设置网关为虚拟IP：

    sudo ifconfig eth0:0 192.168.1.200 netmask 255.255.255.255 up
    sudo route add -host 192.168.1.200 dev eth0:0

  • 防火墙允许80端口。

TUN模式配置（以RR调度为例）

• 主控节点配置：

  # 创建虚拟服务（虚拟IP:80，RR调度）  
  ipvsadm -A -t 192.168.1.200:80 -s rr
  # 添加后端服务器（TUN模式，隧道接口为eth0）  
  ipvsadm -a -t 192.168.1.200:80 -r 192.168.1.10:80 -i eth0 -w 1
  # 添加第二个后端服务器  
  ipvsadm -a -t 192.168.1.200:80 -r 192.168.1.11:80 -i eth0 -w 1

• 后端节点配置：

  • 在后端节点安装iproute2并配置隧道接口：

    sudo apt install -y iproute2
    sudo ip tunnel add sit0 mode sit remote 192.168.1.100 local 192.168.1.10
    sudo ip link set sit0 up
    sudo ip addr add 192.168.1.200/32 dev sit0

  • 防火墙允许80端口。

测试与验证

1. 访问虚拟IP：
   在客户端执行：

   curl http://192.168.1.200

   若配置正确，请求会随机分配至后端节点（可通过后端服务器的访问日志验证）。

   

2. 会话保持：
   使用curl多次访问，检查后端节点的访问日志（如/var/log/httpd/access_log），若会话ID一致，说明LVS会话保持生效。

常见问题与优化

1. 无法访问虚拟IP：

   • 检查内核参数是否启用IP转发（net.ipv4.ip_forward=1）；
   • 验证ipvsadm配置是否正确（使用ipvsadm -L查看规则）；
   • 确保后端节点网络可达主控节点。

2. 负载均衡效果不明显：

   • 调整调度算法（如从RR改为WRR），根据业务需求优化权重分配；
   • 监控后端节点的CPU/内存使用率，避免过载。

FAQs

1. Q：LVS NAT模式和DR模式的主要区别是什么？

   • NAT模式：主控节点通过NAT将请求转发至后端服务器，后端服务器使用私有IP，适合无状态服务；
   • DR模式：后端服务器配置与主控节点相同的虚拟IP，数据包直接发送至后端，无需主控节点转发，性能更高，但后端需配置共享IP。

2. Q：如何实现LVS的高可用？
   使用Keepalived实现主控节点虚拟IP漂移：

   • 在主控节点配置keepalived，设置虚拟IP（如192.168.1.200）漂移至备节点；
   • 当主节点故障时，备节点自动接管虚拟IP，客户端无需修改配置即可访问服务。

通过以上步骤，可快速部署LVS负载均衡环境,实现高并发下的服务扩展和高可用保障。