目录
简介
一、LVS 与群集技术基础
1.1 群集技术概述
1.2 负载均衡群集的分层结构
1.3 负载均衡工作模式
二、LVS 虚拟服务器核心组件与配置
2.1 LVS 内核模块与管理工具
2.2 负载调度算法解析
2.3 ipvsadm 管理工具实战
三、NFS 共享存储服务配置
3.1 NFS 服务基础配置
3.2 客户端访问 NFS 共享
四、案例：LVS-NAT 负载均衡群集
4.1 案例环境准备
4.2 配置负载调度器
4.3 配置真实服务器节点
4.4 测试 LVS 群集效果
五、总结
简介
在当今互联网应用场景中，单台服务器早已无法满足高并发、高可用的服务需求。LVS（Linux Virtual Server）作为 Linux 平台下的高性能负载均衡解决方案，通过整合多台服务器资源，以统一入口提供服务，成为企业构建高可用集群的核心技术之一。
一、LVS 与群集技术基础
1.1 群集技术概述
群集（Cluster）是一组服务器的集合体，对外表现为一个整体服务单元。根据目标不同，群集主要分为三类：
- 负载均衡群集：提升系统响应能力，处理高并发请求（如 DNS 轮询、反向代理）
- 高可用群集：确保服务连续性，减少中断时间（如双机热备、故障切换）
- 高性能运算群集：整合计算资源，实现分布式运算（如云计算、网格计算）
1.2 负载均衡群集的分层结构
典型的负载均衡群集包含三个层次：
- 负载调度器：唯一入口，使用群集 IP（VIP），支持主备热备
- 服务器池：真实服务器（RIP）组成，处理调度器分发的请求
- 共享存储：确保各节点数据一致性，常用 NFS 或 NAS
1.3 负载均衡工作模式
LVS 支持三种核心工作模式：
- NAT 模式（地址转换）：调度器作为网关，服务器使用私有 IP，安全性高
- TUN 模式（IP 隧道）：服务器分散在公网，通过隧道与调度器通信
- DR 模式（直接路由）：服务器与调度器同网络，性能更高
二、LVS 虚拟服务器核心组件与配置
2.1 LVS 内核模块与管理工具
LVS 作为 Linux 内核模块（ip_vs），默认已编译。可通过以下命令加载并查看版本：
modprobe ip_vs # 手动加载ip_vs模块
cat /proc/net/ip_vs # 查看LVS模块版本信息2.2 负载调度算法解析
LVS 提供多种调度算法，常用四种：
- 轮询（RR）：顺序分配请求，不考虑服务器负载
- 加权轮询（WRR）：按权重分配，性能高的节点承担更多请求
- 最少连接（LC）：将请求分配给连接数最少的节点
- 加权最少连接（WLC）：结合权重与连接数，动态调整分配
2.3 ipvsadm 管理工具实战
（1）安装 ipvsadm 工具
dnf install ipvsadm # 在OpenEuler系统中安装ipvsadm管理工具
ipvsadm -v # 查看ipvsadm版本信息（2）创建虚拟服务器
ipvsadm -A -t 172.16.16.172:80 -s rr # -A添加虚拟服务器，-t指定VIP和端口，-s指定轮询算法（3）添加真实服务器节点
ipvsadm -a -t 172.16.16.172:80 -r 192.168.7.21:80 -m -w 1 # -a添加真实服务器，-r指定RIP和端口，-m指定NAT模式，-w设置权重为1（4）查看群集状态
ipvsadm -ln # -l列表显示，-n以数字形式显示IP和端口，避免DNS解析（5）保存与恢复策略
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm # 保存当前LVS策略到配置文件
systemctl start ipvsadm # 启动ipvsadm服务，应用保存的策略三、NFS 共享存储服务配置
3.1 NFS 服务基础配置
NFS（网络文件系统）用于群集节点间数据共享，基于 RPC 机制实现：
（1）安装 NFS 服务组件
yum -y install nfs-utils rpcbind # 安装NFS服务和RPC支持组件
systemctl enable nfs-server rpcbind # 设置服务开机自启动（2）配置共享目录
vi /etc/exports # 编辑NFS配置文件
# 添加以下内容（示例）：
/opt/wwwroot 192.168.10.0/24(rw,sync,no_root_squash) # 共享/opt/wwwroot目录给192.168.10.0/24网段，允许读写（3）启动 NFS 服务
systemctl start rpcbind # 先启动RPC服务
systemctl start nfs-server # 再启动NFS服务
netstat -anpt | grep rpc # 检查RPC相关端口是否正常监听（4）查看共享目录
showmount -e # 查看本机发布的NFS共享目录3.2 客户端访问 NFS 共享
（1）客户端环境准备
yum -y install rpcbind nfs-utils # 安装客户端所需组件
systemctl enable rpcbind # 启用RPC服务并设置自启动
systemctl start rpcbind（2）手动挂载 NFS 共享
mount 192.168.10.104:/opt/wwwroot /var/www/html # 挂载NFS共享目录到本地路径
tail -1 /etc/mtab # 确认挂载结果（3）设置自动挂载
vi /etc/fstab # 编辑fstab文件
# 添加以下内容：
192.168.10.104:/opt/wwwroot /var/www/html nfs defaults,_netdev 0 0 # _netdev参数表示设备依赖网络四、案例：LVS-NAT 负载均衡群集
4.1 案例环境准备
| 主机 | 操作系统 | IP 地址 | 应用 |
| lvs | OpenEuler 24.03 | 192.168.10.101 | ipvsadm（调度器） |
| web1 | OpenEuler 24.03 | 192.168.10.102 | Apache（真实服务器） |
| web2 | OpenEuler 24.03 | 192.168.10.103 | Apache（真实服务器） |
| nfs | OpenEuler 24.03 | 192.168.10.104 | NFS（共享存储） |
4.2 配置负载调度器
（1）开启路由转发
vi /etc/sysctl.conf # 编辑系统参数配置文件
# 添加：
net.ipv4.ip_forward=1 # 启用IP转发功能
sysctl -p # 立即生效配置（2）配置 VIP 地址
ifconfig ens36 inet 192.168.74.129 netmask 255.255.255.0 # 为ens36网卡配置VIP地址
# 若网卡配置文件不存在，创建并编辑：
vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens36
# 内容示例：
TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=static
DEFROUTE=yes
NAME=ens36
DEVICE=ens36
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.74.129
NETMASK=255.255.255.0（3）配置 LVS 负载策略
ipvsadm -C # 清除原有LVS策略
ipvsadm -A -t 192.168.74.129:80 -s rr # 创建虚拟服务器，使用轮询算法
ipvsadm -a -t 192.168.74.129:80 -r 192.168.10.102:80 -m -w 1 # 添加真实服务器1，NAT模式，权重1
ipvsadm -a -t 192.168.74.129:80 -r 192.168.10.103:80 -m -w 1 # 添加真实服务器2，NAT模式，权重1
ipvsadm --save # 保存LVS策略
systemctl enable ipvsadm # 设置ipvsadm服务开机自启动4.3 配置真实服务器节点
（1）设置网关指向调度器
route del default gw 192.168.10.254 # 删除原有默认网关
route add default gw 192.168.10.101 # 设置LVS调度器为新网关（2）安装 Web 服务并配置
yum -y install httpd # 安装Apache服务
mount 192.168.10.104:/opt/wwwroot /var/www/html # 挂载NFS共享目录
vi /var/www/html/index.html # 创建测试网页（不同节点可设置不同内容用于测试）
# 示例内容：
<h1>LVS负载均衡群集--节点1测试网页</h1>
systemctl start httpd # 启动Apache服务
systemctl enable httpd # 设置开机自启动4.4 测试 LVS 群集效果
（1）查看 LVS 节点状态
ipvsadm -ln # 查看LVS群集配置和节点状态
# 输出示例：
TCP 192.168.74.129:80 rr
->192.168.10.102:80 Masq 1 0 0
->192.168.10.103:80 Masq 1 0 0（2）查看连接记录
ipvsadm -lnc # 查看客户端连接详细信息（3）浏览器访问测试
通过浏览器多次访问http://192.168.74.129，观察网页内容是否在不同节点间切换，验证负载均衡效果。
五、总结
LVS-NAT 模式作为最基础的负载均衡方案，通过地址转换实现请求分发，具有配置简单、安全性高的特点，适合中小规模应用场景。在实际生产环境中，可根据需求进一步扩展：
- 性能优化：切换至 DR 模式或 TUN 模式，提升吞吐量
- 高可用增强：结合 Keepalived 实现调度器热备
- 复杂场景：与 Docker、Kubernetes 等容器技术结合，构建弹性集群
- 监控体系：集成 Prometheus、Grafana 等工具，实时监控集群状态
LVS 作为 Linux 内核级的负载均衡方案，凭借其高效性和稳定性，在金融、电商、云计算等领域广泛应用。掌握 LVS 核心原理与配置，是构建高可用、可扩展服务架构的重要基础。
