如何在CentOS上从零实现负载均衡 - 问答

在 CentOS 上从零实现负载均衡

一、方案总览与准备

常见方案对比
- HAProxy：同时支持 L4 TCP/UDP 与 L7 HTTP/HTTPS，内置健康检查、会话保持、统计面板，资源占用低，适合中小规模与快速落地。
- Nginx：高性能 HTTP/反向代理，通过 upstream + proxy_pass 实现负载均衡，生态成熟，适合 Web/API 场景。
- LVS + Keepalived：内核级 L4 负载均衡，配合 Keepalived 提供 VIP 与故障切换，适合高吞吐与高可用场景。
实验环境建议（示例网段）
- 负载均衡器1：10.0.0.10
- 负载均衡器2：10.0.0.11
- 虚拟 IP（VIP）：10.0.0.100
- 后端 Web1：10.0.0.2
- 后端 Web2：10.0.0.3
前置准备
- 所有节点时间同步（如 chrony）
- 关闭 SELinux 或配置为 permissive（测试环境）
- 防火墙放行相关端口（示例为 80/443/8080）

二、方案一 HAProxy 快速落地（L4/L7 通用）

安装与基础
- 安装：yum install -y haproxy
- 启动：systemctl start haproxy && systemctl enable haproxy

核心配置示例（/etc/haproxy/haproxy.cfg）

全局与默认

global
    log         127.0.0.1 local2
    chroot      /var/lib/haproxy
    pidfile     /var/run/haproxy.pid
    maxconn     4000
    user        haproxy
    group       haproxy
    daemon
    tune.ssl.default-dh-param 2048

defaults
    mode                    http
    log                     global
    option                  httplog
    option                  dontlognull
    option http-server-close
    option forwardfor       except 127.0.0.0/8
    option                  redispatch
    retries                 3
    timeout http-request    10s
    timeout queue           1m
    timeout connect         10s
    timeout client          1m
    timeout server          1m
    timeout http-keep-alive 10s
    timeout check           10s
    maxconn                 3000

前端与后端

frontend http_front
    bind *:80
    default_backend http_back

backend http_back
    balance roundrobin
    server web1 10.0.0.2:80 check
    server web2 10.0.0.3:80 check

listen stats
    bind *:8080
    stats enable
    stats uri /stats
    stats refresh 30s
    stats auth admin:StrongPass@2025
    stats admin if TRUE

日志与防火墙
- 建议将 local2 日志接入 rsyslog（/etc/rsyslog.d/haproxy.conf）：local2.* /var/log/haproxy.log，重启 rsyslog。
- 防火墙：firewall-cmd --permanent --add-service=http && firewall-cmd --permanent --add-port=8080/tcp && firewall-cmd --reload
校验与访问
- 校验：haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg -c
- 重载：systemctl reload haproxy
- 访问：
  - 业务：http://10.0.0.10/（轮询到 web1/web2）
  - 监控：http://10.0.0.10:8080/stats（账号 admin / StrongPass@2025）

三、方案二 Nginx 实现负载均衡（HTTP 反向代理）

安装与启动
- 安装：yum install -y epel-release && yum install -y nginx
- 启动：systemctl start nginx && systemctl enable nginx

负载均衡配置（/etc/nginx/conf.d/lb.conf）

upstream backend_servers {
    server 10.0.0.2:80;
    server 10.0.0.3:80;
}

server {
    listen 80;
    server_name _;

    location / {
        proxy_pass http://backend_servers;
        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;
    }
}

校验与访问
- 校验：nginx -t && systemctl reload nginx
- 访问：http://<LB_IP>/，请求将在 web1/web2 之间分发

四、高可用与扩展

基于 Keepalived 的 VIP 漂移（两台 LB：10.0.0.10/11，VIP：10.0.0.100）
- 安装：yum install -y keepalived
- 主节点 /etc/keepalived/keepalived.conf
```
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass YourPass
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.100/24
    }
}
```
- 备节点：将 state 改为 BACKUP，priority 设为 90
- 启动：systemctl start keepalived && systemctl enable keepalived
- 验证：ip addr show eth0 应看到 VIP 10.0.0.100 在主节点；故障切换后漂移到备节点

LVS DR 模式简述（高性能 L4）

安装：yum install -y ipvsadm keepalived

Keepalived 配置示例（/etc/keepalived/keepalived.conf）

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication { auth_type PASS; auth_pass YourPass }
    virtual_ipaddress { 10.0.0.100/24 }
}

virtual_server 10.0.0.100 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    protocol TCP

    real_server 10.0.0.2 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK { connect_timeout 10 connect_port 80 }
    }
    real_server 10.0.0.3 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK { connect_timeout 10 connect_port 80 }
    }
}

真实服务器需配置 VIP 回环 与 ARP 抑制（略），然后 systemctl start keepalived 生效

五、验证与常见问题

验证要点
- 后端页面区分：分别在 web1/web2 放置标识页（如 “Welcome to web1/web2”），多次访问 VIP 或 LB IP 应轮询命中不同节点
- 健康检查：停掉某台后端，curl 与 HAProxy stats/Nginx 页面应自动剔除异常节点
- 会话保持：如需粘性会话，HAProxy 可用 cookie 或 source 策略；Nginx 可用 ip_hash
常见问题
- 防火墙/安全组未放行导致 502/超时
- SELinux 拦截（建议测试环境 setenforce 0 或配置策略放行）
- 后端未设置 X-Forwarded-For，导致源 IP 丢失
- VIP 不漂移：检查 state/priority/VRID 一致性、网络接口名、以及云厂商安全组/网卡绑定策略

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