软件开发 --- lvs 之初体验
LVS (Linux Virtual Server) 是一种负载均衡解决方案，主要用于将流量分发到后端的多台服务器上，从而提高系统的可扩展性、可靠性和性能。LVS 通常用于高可用性和高负载系统，如 Web 服务、应用程序服务器等。
常见的 LVS 使用场景
LVS 主要有三个使用场景：
- 负载均衡：将流量均衡地分发到多台服务器。
- 高可用性：通过 LVS 实现故障转移，保证服务的持续可用。
- 流量调度：基于不同的策略（如 IP 哈希、轮询等）来分发流量。
1. LVS 基本架构
LVS 的基本架构包括：
- Director：LVS 的负载均衡器，负责将请求转发到后端的真实服务器。
- Real Servers：真实的后端服务器，接收请求并处理。
- Virtual Server：LVS 通过一个虚拟 IP (VIP) 来对外提供服务，客户端访问的是 VIP，LVS 将请求分发给后端的真实服务器。
2. 安装和配置 LVS
以下是如何在 Linux 上配置 LVS 的步骤，以实现简单的负载均衡。
2.1 安装 LVS 软件包
在 CentOS 或 RHEL 上，安装 LVS 的相关工具。
# 安装 ipvsadm 工具（LVS 的管理工具）
sudo yum install ipvsadm
2.2 配置 LVS Director 服务器
LVS 通过 ipvsadm 来配置负载均衡规则。假设你有三台真实服务器，LVS 的任务是将请求均衡地分发到这三台服务器。
- 配置虚拟 IP（VIP）：
首先，在 LVS Director 上设置一个虚拟 IP，这个 IP 将是外部客户端访问的地址。例如：
# 假设虚拟 IP 为 192.168.0.100，配置 LVS Director 上的 VIP
sudo ip addr add 192.168.0.100/24 dev eth0
- 设置 LVS 负载均衡规则：
假设有三台真实服务器 IP 分别为 192.168.0.101、192.168.0.102、192.168.0.103，你可以通过 ipvsadm 配置负载均衡规则。
# 创建一个负载均衡服务，监听 80 端口（HTTP 请求）
sudo ipvsadm -A -t 192.168.0.100:80 -s rr
# 添加真实服务器到该服务
sudo ipvsadm -a -t 192.168.0.100:80 -r 192.168.0.101:80 -g
sudo ipvsadm -a -t 192.168.0.100:80 -r 192.168.0.102:80 -g
sudo ipvsadm -a -t 192.168.0.100:80 -r 192.168.0.103:80 -g
这里的 -A 命令是用来创建一个虚拟服务，-t 后面的参数指定了 VIP 和监听的端口。-s rr 表示使用轮询（Round Robin）策略来进行负载均衡。-r 命令指定了真实服务器的 IP 地址和端口。
2.3 配置真实服务器
在每台真实服务器上，确保它们能够接收请求。假设你有一个简单的 Web 应用程序，运行在每台服务器上，并监听 80 端口。
# 在真实服务器上启动一个简单的 HTTP 服务
python3 -m http.server 80
2.4 检查 LVS 配置
完成配置后，使用以下命令检查 LVS 的状态，确保负载均衡器正在正常工作：
# 查看 LVS 的当前配置
sudo ipvsadm -L -n
你应该看到类似下面的输出，表示负载均衡规则已经成功设置：
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.0.100:80 rr
-> 192.168.0.101:80 Route 1 0 0
-> 192.168.0.102:80 Route 1 0 0
-> 192.168.0.103:80 Route 1 0 0
2.5 测试 LVS 负载均衡
现在，你可以在客户端浏览器中访问 LVS 的 VIP（192.168.0.100）。每次刷新页面时，请求将被均衡地分发到三台真实服务器之一。
3. LVS 配置策略
LVS 支持多种负载均衡算法，常见的有：
- Round Robin (
rr)：轮询，每次请求分发给下一个服务器。 - Least Connection (
lc)：将请求分发给当前连接最少的服务器。 - Weighted Round Robin (
wrr)：加权轮询，根据服务器的权重分配请求。 - Source Hash (
sh)：根据客户端的 IP 地址哈希，确保同一客户端的请求总是发送到同一台服务器。
例如，如果要使用 Least Connection 策略：
sudo ipvsadm -A -t 192.168.0.100:80 -s lc
4. LVS 高可用性配置（可选）
为了提高高可用性，可以配置 LVS 的 Master-Slave 模式。如果 Master 节点发生故障，Slave 节点可以自动接管 LVS 的工作，确保服务的持续可用。
- 安装 Keepalived 软件包：
sudo yum install keepalived
- 配置 Keepalived，在 Master 节点上设置 VRRP（虚拟路由冗余协议），实现主备切换。
# 在 /etc/keepalived/keepalived.conf 中配置
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
interface eth0
virtual_router_id 51
priority 101
virtual_ipaddress {
192.168.0.100
}
}
在 Slave 节点上设置优先级较低：
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface eth0
virtual_router_id 51
priority 100
virtual_ipaddress {
192.168.0.100
}
}
然后启动 Keepalived：
sudo systemctl start keepalived
总结
LVS 是一个非常强大的负载均衡工具，常用于高可用、负载均衡、流量分发等场景。通过上述步骤，你可以在 Linux 上配置 LVS 实现负载均衡，将流量分发到多台 Web 服务器，保证服务的可用性和性能。
LVS 的常见用法包括：
- 负载均衡：均匀分发流量。
- 高可用性：配合 Keepalived 实现故障转移。
- 流量调度：根据不同策略选择流量的分发方式。
LVS 是一个轻量级、高效的负载均衡解决方案，适用于大规模、高并发的场景。
