LVS-NAT模式集群搭建

本文详细介绍了LVS-NAT模式的特点,包括集群节点在同一网络、真实服务器设置、负载调度器的角色等。并逐步展示了如何搭建LVS-NAT模式,包括配置LVS、设置真实服务器和进行测试。此外,还涵盖了ipvsadm的备份、恢复、修改和删除操作。通过实例演示了LVS-NAT模式的高效负载均衡能力。

1.  NAT模式特点:

        1>.  集群节点,必须在一个网络中
        2>.  真实服务器必须将网关指向负载调度器
        3>.  RIP 通常都是私有 IP,仅用于各个集群节点通信
        4>.  负载调度器必须位于客户端和真实服务器之间,充当网关
        5>.  支持端口映射
        6>.  负载调度器操作系统必须是 Linux ,真实服务器可以使用任意系统
2.  LVS-NAT模式的搭建:
        1>.  环境规划:
主机名主机地址网卡配置角色
node1

192.168.188.11(外网地址)

192.168.255.100(内网地址)

ens33(外网网卡)

ens37(内网网卡)

LVS负载调度器
node2192.168.255.12(内网地址)ens33(内网网卡)RS1
node3192.168.255.13(内网地址)ens33(内网网卡)RS1
node4192.168.188.14ens33(外网网卡)测试
        2>.  LVS配置:
1. 添加一块仅主机的网卡,充当内网网卡

2. 开启路由转发
[root@node1 ~]# echo "net.ipv4.ip_forward=1" > /etc/sysctl.conf  ##永久开启
[root@node1 ~]# sysctl -p  ##使永久路由转发立即生效

[root@node1 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward  ##临时开启方式1

[root@node1 ~]# sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1  ##临时开启方式2

3. 安装ipvsadm
[root@node1 ~]# yum install ipvsadm -y

[root@node1 ~]# ipvsadm -C  ##清空ipvsadm配置

[root@node1 ~]# ipvsadm -At 192.168.188.11:80 -s rr  ##添加ipvsadm虚拟配置

[root@node1 ~]# ipvsadm -at 192.168.188.11:80 -r 192.168.255.12:80 -m
##添加ipvsadm真实服务器配置

[root@node1 ~]# ipvsadm -at 192.168.188.11:80 -r 192.168.255.13:80 -m(表示nat模式)
##添加ipvsadm真实服务器配置

[root@node1 ~]# ipvsadm -ln  ##查看ipvsadm配置

         3>.  真实服务器配置:node2和node3配置相同

注意:真实服务器全部使用内网地址,并且网关必须指向负载调度器内网地址。

1. 安装httpd,并配置web页面:
[root@node2 ~]# yum install httpd -y

[root@node2 ~]# echo "`hostname -I`" > /var/www/html/index.html

[root@node2 ~]# systemctl start httpd

        4>.  测试主机:

[root@node4 ~]# for ((i=1;i<=10;i++))
> do
> curl 192.168.188.11
> done
192.168.188.13 
192.168.188.12 
192.168.188.13 
192.168.188.12 
192.168.188.13 
192.168.188.12 
192.168.188.13 
192.168.188.12 
192.168.188.13 
192.168.188.12

3.  ipvsadm备份和恢复:

[root@node1 ~]# mkdir /lvs

[root@node1 ~]# ipvsadm -S > /lvs/lvs_test1  ##将ipvsadm配置保存在文件中

[root@node1 ~]# more /lvs/lvs_test1 
-A -t node1:http -s rr
-a -t node1:http -r 192.168.255.12:http -m -w 1
-a -t node1:http -r 192.168.255.13:http -m -w 1

[root@node1 ~]# ipvsadm -C  ##清空ipvsadm配置

[root@node1 ~]# ipvsadm -ln  ##查看ipvsadm配置

[root@node1 ~]# ipvsadm -R < /lvs/lvs_test1  ##从文件中恢复ipvsadm配置

4.  ipvsadm配置的修改和删除:

##修改ipvsadm的虚拟配置
[root@node1 ~]# ipvsadm -Et 192.168.188.11:80 -s wrr

##修改ipvsadm的真实服务器配置
[root@node1 ~]# ipvsadm -et 192.168.188.11:80 -r 192.168.255.12:80 -w 2 -m

##删除ipvsadm的虚拟配置
[root@node1 ~]# ipvsadm -Dt 192.168.255.100:80

##删除ipvsadm的真实服务器配置
[root@node1 ~]# ipvsadm -dt 192.168.255.100:80 -r 192.168.255.12:80

<think>嗯...用户这次明确要求了解LVS-NAT模式和Keepalived的组合应用,看来是在搭建高可用负载均衡环境。从引用内容看,用户已经接触过具体配置片段(连yum安装命令都有),但需要系统性的原理说明。 用户可能是个运维工程师,正在部署生产环境。ta特意提到"使用方法、配置、原理",说明既要理论支撑又要实操指导。注意到上次对话历史里强调过技术文档的LaTeX格式要求,这次回答要特别注意数学表达式的规范——虽然网络配置中公式不多,但涉及调度算法时得用$w_i$这样的行内公式。 比较棘手的是用户提供的两个引用内容有点割裂:引用[1]是具体配置,引用[2]却是目录框架。需要把这两块碎片信息融合起来:用引用[1]的配置示例说明NAT模式特点,用引用[2]的术语体系解释原理。特别要注意keepalived的VRRP协议部分在引用里没展开,需要补充。 技术层面要突出三个重点: 一是LVS-NAT的端口映射机制,这个必须用IP包结构图说明DNAT过程; 二是keepalived的健康检查如何联动IPVS,这里可以复用引用[1]里的配置片段; 三是脑裂问题解决方案,用户给的引用完全没提这点,但生产环境必须考虑。 最后考虑设计几个实用问题:"会话保持配置"针对电商类用户,"DR模式对比"给进阶优化参考,"防火墙配置"解决实际部署痛点。毕竟从ta提供的配置看,明显漏了firewalld规则设置。 </think>以下是关于LVS-NAT模式与Keepalived整合的使用方法、配置及原理的详细说明: --- ### **一、LVS-NAT 模式原理** 1. **工作流程** - 客户端访问虚拟IP(VIP): $C \rightarrow \text{VIP}$ - 调度器(Director)进行DNAT:将目标IP改为真实服务器IP(RIP) $\text{VIP} \xrightarrow{\text{DNAT}} \text{RIP}$ - 真实服务器处理请求后,响应数据包返回调度器 - 调度器执行SNAT:将源IP改为VIP,返回客户端 $\text{RIP} \xrightarrow{\text{SNAT}} \text{VIP} \rightarrow C$ 2. **核心特性** - 调度器需**双向处理流量**(请求 & 响应),易成为性能瓶颈 - 真实服务器可使用任意操作系统,只需配置网关指向调度器 - RIP通常为私有IP,VIP为公网IP --- ### **二、Keepalived 作用** 1. **核心功能** - 通过**VRRP协议**实现调度器高可用(主备切换) - 监控真实服务器健康状态,自动剔除故障节点 - 管理LVS规则(自动生成/删除IPVS规则) 2. **故障切换流程** ```mermaid graph LR A[主调度器] -- VRRP心跳检测 --> B[备调度器] A故障--> B接管VIP及IPVS规则 ``` --- ### **三、配置实战(主调度器示例)** #### **1. 安装依赖** ```bash yum -y install ipvsadm keepalived # 引用[1] ``` #### **2. Keepalived 配置 (`/etc/keepalived/keepalived.conf`)** ```nginx global_defs { router_id lvs-keepalived-master # 标识节点名称 } vrrp_instance VI_1 { state MASTER # 主节点角色 interface eth0 # 监听网卡 virtual_router_id 51 # 集群ID(主备需一致) priority 100 # 优先级(主>备) advert_int 1 # 心跳间隔(秒) authentication { # 认证配置 auth_type PASS auth_pass 1111 } virtual_ipaddress { # 虚拟IP池 192.168.1.100/24 } } virtual_server 192.168.1.100 80 { # 定义LVS虚拟服务 delay_loop 6 # 健康检查间隔 lb_algo rr # 轮询调度算法 lb_kind NAT # NAT模式 persistence_timeout 50 # 会话保持时间 protocol TCP real_server 192.168.2.10 80 { # 真实服务器1 weight 1 TCP_CHECK { # TCP健康检查 connect_timeout 3 retry 3 delay_before_retry 3 } } real_server 192.168.2.11 80 { # 真实服务器2 weight 1 TCP_CHECK { ... } } } ``` > **关键参数说明** > - `lb_kind NAT`: 指定LVS工作模式 > - `TCP_CHECK`: 通过TCP连接探测后端服务存活 > - `persistence_timeout`: 维持同一客户端会话到固定后端(单位:秒) #### **3. 真实服务器要求** - 配置网关指向调度器内网IP(如 `192.168.2.1`) - 开启路由转发:`sysctl net.ipv4.ip_forward=1` --- ### **四、脑裂问题规避** 1. **多播检测** 配置防火墙允许VRRP组播通信: ```bash firewall-cmd --add-rich-rule='rule protocol value="vrrp" accept' --permanent ``` 2. **脚本监控** 使用自定义脚本检测调度器状态,异常时强制降级。 --- ### **五、典型应用场景** 1. 中小规模Web集群负载均衡 2. 需隐藏后端服务器真实IP的环境 3. 混合操作系统后端(Windows/Linux共存) > **局限性**: > 调度器易成单点瓶颈,建议千兆网络下后端服务器≤20台[^2]。 ---
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