Linux LAMP下如何实现负载均衡

Linux LAMP 负载均衡实现指南

一、方案总览与选型

• 常见负载均衡器
  • 软件：Nginx、HAProxy、Apache（mod_proxy_balancer）、LVS（IPVS）
  • 硬件：F5、Citrix NetScaler
• 典型架构
  • 客户端 → 负载均衡器（VIP） → 多台 Apache/PHP 后端（可横向扩展）
  • 数据库层使用 MySQL 主从/集群 与 Web 层解耦，避免单点
• 适用场景
  • Nginx/HAProxy：应用层（第7层）灵活路由、健康检查、权重/会话保持
  • LVS+Keepalived：传输层（第4层）高性能、配合 DR 模式实现高吞吐与高可用

二、方案一 Nginx 或 HAProxy 反向代理

• 部署步骤
  1. 安装组件（以 CentOS/RHEL 为例）
     • Nginx：sudo yum install -y epel-release && sudo yum install -y nginx
     • HAProxy：sudo yum install -y haproxy
  2. 配置负载均衡器
     • Nginx 示例（/etc/nginx/nginx.conf 或 /etc/nginx/conf.d/lb.conf）

       http {
         upstream backend {
           server 192.168.1.101:80;
           server 192.168.1.102:80;
           # 可按需添加权重、备份等：server 192.168.1.103:80 weight=2 backup;
         }
         server {
           listen 80;
           location / {
             proxy_pass http://backend;
             proxy_set_header Host $host;
             proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
             proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
             proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
           }
         }
       }
       

     • HAProxy 示例（/etc/haproxy/haproxy.cfg）

       global
         log /dev/log local0
         log /dev/log local1 notice
         daemon
       
       defaults
         log global
         mode http
         option httplog
         option dontlognull
         timeout connect 5000ms
         timeout client 50000ms
         timeout server 50000ms
       
       frontend http_front
         bind *:80
         default_backend http_back
       
       backend http_back
         balance roundrobin
         server s1 192.168.1.101:80 check
         server s2 192.168.1.102:80 check
       

  3. 启动与热重载
     • Nginx：sudo systemctl enable --now nginx && sudo nginx -t && sudo systemctl reload nginx
     • HAProxy：sudo systemctl enable --now haproxy && sudo haproxy -c -f /etc/haproxy/haproxy.cfg && sudo systemctl reload haproxy
  4. 后端 Apache 示例（/etc/httpd/conf.d/vhost.conf）

     <VirtualHost *:80>
       ServerName example.com
       DocumentRoot /var/www/html
       <Directory /var/www/html>
         Options Indexes FollowSymLinks
         AllowOverride All
         Require all granted
       </Directory>
     </VirtualHost>
     

  5. 测试与验证
     • 访问负载均衡器 VIP/DNS，观察多台后端是否按策略分发
     • 查看 access/error 日志与负载均衡器统计页（HAProxy 可启用 stats）

三、方案二 LVS IP 负载均衡 + Keepalived 高可用

• 适用场景：极高并发、对吞吐敏感，且后端为 HTTP/HTTPS/TCP 服务
• 核心要点
  • LVS 工作于第 4 层，支持 NAT/DR/TUN 三种转发模式；DR（Direct Routing） 性能最佳，常用于生产
  • Keepalived 提供 VIP 漂移 与 RS 健康检查，消除单点
• 快速步骤
  1. 在 Director 上安装并启用 ipvsadm、keepalived
  2. 配置 Keepalived（示例为 DR 模式思路）
     • 定义 VIP 与 real_server 列表，设置调度算法（如 rr/wrr）
     • 启用 vrrp_instance 与 virtual_server 段，配置 HTTP_GET/SSL_GET 健康检查
  3. 在 Real Servers 上
     • 绑定 VIP 到 lo:0（ARP 抑制），开启 ARP 忽略/限制
     • 保证回程不经过 Director（DR 要求），服务端口与 VIP 一致
  4. 验证
     • ipvsadm -Ln 查看调度表与后端状态
     • 停掉某台 RS，确认 VIP 与连接自动切换，无中断或少量丢包

四、共享内容与数据库层设计

• 静态资源与代码同步
  • 使用 NFS 共享 /var/www/html，多台 Web 统一挂载，避免内容不一致
  • 示例：NFS Server 导出目录，Web 节点 /etc/fstab 挂载到 /var/www/html
• 会话保持
  • 应用无状态优先；有状态可用 IP Hash（Nginx）、Cookie 插入/会话亲和（HAProxy）等
• 数据库高可用
  • MySQL 主从复制 或 InnoDB Cluster/MGR，读写分离与故障切换
  • 应用连接 写库 VIP/读写分离中间件，避免写操作被负载均衡到从库

五、健康检查、监控与优化

• 健康检查
  • HAProxy：option httpchk 或 http-check expect；后端配置 check
  • Nginx：被动失败重试与超时、主动健康检查模块（商业版或 nginx-plus）
  • LVS+Keepalived：HTTP_GET/SSL_GET 与脚本探针，自动摘除异常 RS
• 监控与告警
  • 采集 连接数、5xx 比例、响应时延、后端健康 等指标，设置阈值告警
  • 结合 日志分析 与 业务埋点 定位瓶颈
• 性能与安全优化
  • 启用 压缩、缓存（如 CDN/反向代理缓存）、连接复用；限制单 IP 并发与速率
  • 证书与协议：优先 TLS 1.2+，合理配置 HSTS、OCSP Stapling
  • 架构优化：引入 Redis/Memcached 缓存热点数据，减轻数据库压力