LVS 部署 NAT 模式集群实现nginx负载均衡实验

一、实验目的

掌握使用 LVS（Linux Virtual Server）部署 NAT（Network Address Translation）模式集群的方法，实现将前端负载均衡器接收到的请求分发到后端真实服务器，提高系统的可用性和负载处理能力。

二、实验环境

1. 服务器：3 台虚拟机，操作系统为 CentOS 7。
   • 负载均衡器（LVS）：内网网卡IP地址为 10.0.0.11 ,外网网卡IP(vip)为192.168.65.131
   • 真实服务器 1（RS1）：IP 地址为 10.0.0.12 。
   • 真实服务器 2（RS2）：IP 地址为 10.0.0.13 。
2. 网络配置：所有服务器和lvs处于同一局域网，且具备网络连接以便相互通信。

三、实验步骤

（一）负载均衡器（LVS）配置

1. 安装必要软件：在负载均衡器上安装 ipvsadm 工具，用于管理 LVS 规则。

sudo yum install ipvsadm -y

1. 配置 IP 地址：确保 10.0.0.11 地址已正确配置在负载均衡器的网络接口上。
2. 开启 IP 转发：编辑 sysctl 配置文件，开启内核的 IP 转发功能。

sudo vi /etc/sysctl.conf

添加或修改以下行：

net.ipv4.ip_forward = 1

使配置生效：

sudo sysctl -p

1. 配置 LVS 规则：添加 NAT 模式的虚拟服务器规则，将请求转发到后端真实服务器。

ipvsadm -A -t 192.168.65.131:80 -s rr 
ipvsadm -a -t 192.168.65.131:80 -r 10.0.0.12 -m
ipvsadm -a -t 192.168.65.131:80 -r 10.0.0.13 -m

参数解释：

• -A：添加虚拟服务器。
• -t：指定虚拟服务器的 IP 地址和端口，这里是 192.168.65.131:80 。
• -s rr：使用轮询（Round Robin）调度算法。
• -p 60：设置会话保持时间为 60 秒。
• -a：添加真实服务器。
• -r：指定真实服务器的 IP 地址和端口。
• -m：使用 NAT 模式。

2.查看lvs规则

ipvsadm -Ln

3.保存规则：规则是保存在内核中的，而不是直接保存到某个文件中。这意味着配置是动态的，并且只要系统保持运行状态，这些规则就会一直有效。 

ipvsadm -S > /etc/sysconfig/ipvsadm

（二）真实服务器（RS1 和 RS2）配置

1. 安装 Web 服务：在两台真实服务器上安装 Nginx 作为 Web 服务示例。

sudo yum install nginx -y

1. 启动 Web 服务：启动 Nginx 并设置开机自启。

sudo systemctl start nginx
sudo systemctl enable nginx

1. 修改 Web 页面内容：为区分两台真实服务器的响应，分别修改 Nginx 的默认页面内容。
   在 RS1 上：

sudo vi /usr/share/nginx/html/index.html

添加内容：

This is RS1

在 RS2 上：

sudo vi /usr/share/nginx/html/index.html

添加内容：

This is RS2

1. 配置默认网关：将真实服务器的默认网关设置为负载均衡器的 IP 地址 10.0.0.11 。
   编辑网络配置文件，例如：

sudo vi /etc/sysconfig/network - scripts/ifcfg - ens160

添加或修改以下行：

GATEWAY=10.0.0.11

重启网络服务使配置生效：

sudo systemctl restart network

（三）测试集群

1. 关闭防火墙和 SELinux：在负载均衡器和真实服务器上暂时关闭防火墙和 SELinux，方便测试。
   在负载均衡器上：

sudo systemctl stop firewalld
sudo systemctl disable firewalld
sudo setenforce 0
sudo sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=permissive/' /etc/selinux/config

在真实服务器上执行相同操作。
2. 测试访问：在浏览器中输入负载均衡器的 IP 地址 192.168.65.131 ，多次刷新页面，观察是否交替显示 “This is RS1” 和 “This is RS2”，以此验证 LVS NAT 模式集群是否正常工作。

四、实验总结

通过本次实验，成功搭建了 LVS NAT 模式集群，实现了负载均衡器将前端请求分发到后端真实服务器的功能。在实验过程中，需要注意网络配置、服务启动以及 LVS 规则的正确性。实际应用中，还可以根据需求调整调度算法、增加真实服务器数量等，进一步优化集群性能。