LVS+keepalived 实现高可用负载均衡

一、核心概念

1. LVS（Linux Virtual Server）

   • 工作在网络层（四层负载均衡），基于 IP 和端口分发请求。

   • 支持多种调度算法（如轮询、加权轮询、最小连接等）。

   • 三种工作模式：NAT、DR（Direct Routing）、TUN（IP Tunneling）。

2. Keepalived

   • 基于 VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）协议实现高可用。

   • 监控 LVS 节点和后端服务器的健康状态，自动切换故障节点。

   • 管理虚拟 IP（VIP）的漂移。

二、架构示例（DR 模式）

三、实现步骤 

1. 环境准备

• 两台 LVS 节点（主备）：LVS_01和 LVS_02，配置虚拟 IP（VIP），添加仅主机网卡。

• 两台后端 Real Server（如 Nginx/Web 服务器）。

• 所有机器需在同一局域网内。

2.两台LVS节点的配置

LVS_01的配置： 

[root@LVS_01 ~]# yum install ipvsadm keepalived -y
[root@LVS_01 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id LVS_1
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface ens160
    lvs_sync_daemon_interface ens224      #心跳检测网卡
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.8.10
    }
}


virtual_server 192.168.8.10 80 { #定义虚拟服务，需指定IP地址和端口，
    delay_loop 6        #定义RS运行情况监测时间间隔
    lb_algo rr           #定义负载调度算法
    lb_kind DR          #定义LVS的工作模式
   # persistence_timeout 50
    protocol TCP        #指定转发协议

    real_server 192.168.8.158 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {     #RS server健康检查部分
            connect_timeout 3   #定义超出3s连接超时
            retry 3            定义重试次数
            delay_before_retry 3     3 #定义重试时间间隔
            connect_port 80          #定义健康检查端口
        }
    }

    real_server 192.168.8.160 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_timeout 3
            retry 3
            delay_before_retry 3
            connect_port 80
        }
    }

}

LVS_02的配置：

[root@LVS_02 ~]# yum install ipvsadm keepalived -y
[root@LVS_02 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id LVS_2
}

vrrp_instance VI_2 {
    state BACKUP
    interface ens160
    lvs_sync_daemon_interface ens224      #心跳检测网卡
    virtual_router_id 51
    priority 80
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.8.10
    }
}


virtual_server 192.168.8.10 80 { #定义虚拟服务，需指定IP地址和端口，
    delay_loop 6        #定义RS运行情况监测时间间隔
    lb_algo rr           #定义负载调度算法
    lb_kind DR          #定义LVS的工作模式
   # persistence_timeout 50
    protocol TCP        #指定转发协议

    real_server 192.168.8.158 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {     #RS server健康检查部分
            connect_timeout 3   #定义超出3s连接超时
            retry 3            定义重试次数
            delay_before_retry 3     3 #定义重试时间间隔
            connect_port 80          #定义健康检查端口
        }
    }

    real_server 192.168.8.160 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_timeout 3
            retry 3
            delay_before_retry 3
            connect_port 80
        }
    }

}

3.后端 Real Server 的配置 

web1和web2分别写入脚本 lvs_rs，并赋予执行权限

#!/bin/sh
#
# Startup script handle the initialisation of LVS
# chkconfig: - 28 72
# description: Initialise the Linux Virtual Server for DR
#
### BEGIN INIT INFO
# Provides: ipvsadm
# Required-Start: $local_fs $network $named
# Required-Stop: $local_fs $remote_fs $network
# Short-Description: Initialise the Linux Virtual Server
# Description: The Linux Virtual Server is a highly scalable and highly
# available server built on a cluster of real servers, with the load
# balancer running on Linux.
# description: start LVS of DR-RIP
LOCK=/var/lock/ipvsadm.lock
VIP=192.168.8.10
. /etc/rc.d/init.d/functions
start() {
PID=`ifconfig | grep lo:10 | wc -l`
if [ $PID -ne 0 ];
then
echo "The LVS-DR-RIP Server is already running !"
else
/sbin/ifconfig lo:10 $VIP netmask 255.255.255.255 broadcast $VIP up
/sbin/route add -host $VIP dev lo:10
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/ens160/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/ens160/arp_announce
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
/bin/touch $LOCK
echo "starting LVS-DR-RIP server is ok !"
fi
}
stop() {
/sbin/route del -host $VIP dev lo:10
/sbin/ifconfig lo:10 down >/dev/null
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/ens160/arp_ignore
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/ens160/arp_announce
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
rm -rf $LOCK
echo "stopping LVS-DR-RIP server is ok !"
}
status() {
if [ -e $LOCK ];
then
echo "The LVS-DR-RIP Server is already running !"
else
echo "The LVS-DR-RIP Server is not running !"
fi
}
case "$1" in
start)
start
;;
stop)
stop
;;
restart)
stop
start
;;
status)
status
;;
*)
echo "Usage: $1 {start|stop|restart|status}"
exit 1
esac
exit 0

 

4.启动服务

systemctl start keepalived
systemctl enable keepalived

5.验证

1. 检查 VIP 绑定
   在主节点执行 ip addr show eth0，应看到 VIP。

2. 测试故障转移
   关闭主节点的 Keepalived，备节点应接管 VIP。

3. 验证负载均衡
   使用 curl http://192.168.1.100 多次请求，观察后端服务器的日志。