LVS（Linux Virtual Server）是一种用于实现负载均衡和高可用性集群的开源解决方案。LVS负载均衡集群通过将客户端请求分配到多台服务器上，从而提高系统的处理能力和可靠性。以下是LVS负载均衡集群的详细介绍：
1. 体系结构
LVS主要由两部分组成：
- 调度器（Load Balancer/Director）：负责接收客户端请求，并将这些请求分发到后端的真实服务器（Real Servers）上。
- 真实服务器（Real Servers）：实际处理客户端请求的服务器。
2. 工作模式
LVS有三种主要的工作模式：
- NAT模式（Network Address Translation）：
- 调度器收到请求后，将请求的目标IP地址修改为某台真实服务器的IP地址，并将请求转发过去。
- 真实服务器处理请求后，将响应返回给调度器，再由调度器返回给客户端。
- 适用于内部网络环境，调度器成为通信的瓶颈。
- DR模式（Direct Routing）：
- 调度器收到请求后，将请求的目标MAC地址修改为某台真实服务器的MAC地址，并将请求转发过去。
- 真实服务器直接将响应返回给客户端，不经过调度器。
- 要求调度器和真实服务器在同一局域网内，适用于大规模、高性能场景。
- TUN模式（IP Tunneling）：
- 调度器通过IP隧道（IPIP隧道）将请求转发给真实服务器。
- 真实服务器通过隧道直接将响应返回给客户端。
- 适用于分布在不同网络中的真实服务器。
3. 负载均衡算法
LVS支持多种负载均衡算法：
- 轮询（Round Robin）：将请求依次分配给每台真实服务器，适用于性能相近的服务器。
- 加权轮询（Weighted Round Robin）：根据服务器的性能给每台服务器分配不同的权重，权重越高，分配的请求越多。
- 最少连接（Least Connections）：将请求分配给当前处理请求最少的服务器，适用于长连接服务。
- 加权最少连接（Weighted Least Connections）：在最少连接的基础上，加上服务器的权重。
4. 高可用性
LVS通常与Keepalived或Heartbeat等高可用软件结合使用，来实现调度器的高可用性：
- Keepalived：通过VRRP协议，实现主备调度器的自动切换，确保调度器故障时仍能继续提供服务。
- Heartbeat：监控集群中的各个节点，并在检测到节点故障时，进行相应的故障转移操作。
实验案例
配置负载调度器
[root@localhost ~]# setenforce 0
[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld
[root@localhost ~]# yum -y install ipvsadm
[root@localhost ~]# ipvsadm -v
ipvsadm v1.27 2008/5/15 (compiled with popt and IPVS v1.2.1)
[root@localhost ~]# vi /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
[root@localhost ~]# sysctl -p
[root@localhost ~]# ipvsadm -C
[root@localhost ~]# ipvsadm -A -t 172.16.16.172:80 -s rr
[root@localhost ~]# ipvsadm -a -t 172.16.16.172:80 -r 192.168.10.102:80 -m -w 1
[root@localhost ~]# ipvsadm -a -t 172.16.16.172:80 -r 192.168.10.103:80 -m -w 1
[root@localhost ~]# ipvsadm-save
-A -t localhost.localdomain:http -s rr
-a -t localhost.localdomain:http -r 192.168.10.102:http -m -w 1
-a -t localhost.localdomain:http -r 192.168.10.103:http -m -w 1
[root@localhost ~]# systemctl enable ipvsadm
注释：
-s：指定调度算法
rr：轮询
wrr：加权轮询
lc：最小链接数
wlc：加权最小连接数
-A 添加一个新的集群服务；
-E 修改一个己有的集群服务；
-D 删除指定的集群服务；
-a 向指定的集群服务中添加RS及属性；
-e 修改RS属性；
-t 指定为tcp协议；
-u 指定为udp协议；
-s 调度方法，默认为wlc；
-w 指定权重，默认为1；
-g Gateway, DR模型；
-i ipip, TUN模型；
-m masquerade, NAT模型；
-S 保存ipvsadm设定的规则策略，默认保存在/etc/sysconfig/ipvsadm中；
-R 载入己保存的规则策略，默认加载/etc/sysconfig/ipvsadm；
-C 清除所有集群服务；
-Z 清除所有记数器；
-L 显示当前己有集群服务，能通过相应的options查看不同状态信息；
-r 指定真实服务器的地址
例如：
删除群集
[root@localhost ~]# ipvsadm -D -t 192.168.10.172:80
删除某个real server
[root@localhost ~]# ipvsadm -d -t 192.168.10.172:80 -r 192.168.10.103
配置web节点服务器
（1）在两个web节点安装httpd，并创建测试页
[root@localhost ~]# yum -y install httpd
[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld
[root@localhost ~]# setenforce 0
[root@localhost ~]# yum -y install nfs-utils
[root@localhost ~]# vi /var/www/html/index.html
LVS test1
注意：
另一台web节点的测试页面可以修改为其他文字，这样在测试时，就可以看到调度效果
vi /var/www/html/index.html
LVS test2
（2）启动httpd服务
[root@localhost ~]# systemctl start httpd
[root@localhost ~]# systemctl enable httpd
测试LVS群集
客户端测试网站http://172.16.16.172
可以刷新页面，观察页面的变化，是否在多个web站点中实现负载均衡
在LVS上产看调度信息
[root@localhost ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 172.16.16.172:80 rr
-> 192.168.10.102:80 Masq 1 0 0
-> 192.168.10.103:80 Masq 1 0 0
注释：
ActiveConn是活动连接数,也就是tcp连接状态的ESTABLISHED
InActConn是指除了ESTABLISHED以外的,所有的其它状态的tcp连接
备注：共有十个连接状态，常见的如下
LISTENING状态
服务启动后首先处于侦听（LISTENING）状态。
ESTABLISHED状态
ESTABLISHED的意思是建立连接。表示两台机器正在通信。
CLOSE_WAIT
对方主动关闭连接或者网络异常导致连接中断，这时我方的状态会变成CLOSE_WAIT 此时我方要调用close()来使得连接正确关闭
TIME_WAIT
我方主动调用close()断开连接，收到对方确认后状态变为TIME_WAIT。
SYN_SENT状态
SYN_SENT状态表示请求连接，当你要访问其它的计算机的服务时首先要发个同步信号给该端口，此时状态为SYN_SENT，如果连接成功了就变为ESTABLISHED
linux做客户端时可以用以下代码进行测试
[root@localhost ~]# for i in $(seq 10);do curl 172.16.16.172;done
NFS共享存储服务
使用NFS发布共享资源
（1）安装nfs-utils、rpcbind软件包
[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld
[root@localhost ~]# setenforce 0
[root@localhost ~]# yum -y install nfs-utils rpcbind
[root@localhost ~]# systemctl enable nfs
[root@localhost ~]# systemctl enable rpcbind
（2）设置共享目录
[root@localhost ~]# mkdir -p /opt/wwwroot
[root@localhost ~]# vi /etc/exports
/opt/wwwroot 192.168.10.0/24(rw,sync,no_root_squash)
可以同时发布多个目录，并且可以为不同的客户端设置不同的访问权限
备注：
- rw 可读写的权限
- ro 只读的权限
- no_root_squash 登入NFS主机，使用该共享目录时相当于该目录的拥有者，如果是root的话，那么对于这个共享的目录来说，他就具有root的权限，这个参数极不安全，不建议使用
- root_squash 登入NFS主机，使用该共享目录时相当于该目录的拥有者。但是如果是以root身份使用这个共享目录的时候，那么这个使用者（root）的权限将被压缩成为匿名使用者，即通常他的UID与GID都会变成nobody那个身份
- all_squash 不论登入NFS的使用者身份为何，他的身份都会被压缩成为匿名使用者，通常也就是nobody
- sync 资料同步写入到内存与硬盘当中
- async 资料会先暂存于内存当中，而非直接写入硬盘
- insecure 允许从这台机器过来的非授权访问
（3）启动NFS服务程序
[root@localhost ~]# systemctl start rpcbind
[root@localhost ~]# systemctl start nfs
[root@localhost ~]# netstat -anpt | grep rpc
tcp 0 0 0.0.0.0:20048 0.0.0.0:* LISTEN 44153/rpc.mountd
tcp 0 0 0.0.0.0:50661 0.0.0.0:* LISTEN 7511/rpc.statd
tcp6 0 0 :::20048 :::* LISTEN 44153/rpc.mountd
tcp6 0 0 :::54742 :::* LISTEN 7511/rpc.statd
（4）查看本机发布的NFS共享目录
[root@localhost ~]# showmount -e
Export list for localhost.localdomain:
/opt/wwwroot 192.168.7.0/24
/var/ftp/pub 192.168.10.173,192.168.7.172
（5）在web节点挂载nfs
[root@localhost ~]# yum -y install nfs-utils
[root@localhost ~]# mount -t nfs 192.168.10.105:/opt/wwwroot /var/www/html
在nfs上创建测试网页
[root@localhost ~]# vi /var/www/html/index.html
LVS test
linux做客户端时可以用一下代码进行测试
[root@localhost ~]# for i in $(seq 10);do curl 172.16.16.172;done