CentOS如何用VirtualBox实现虚拟机负载均衡 - 问答

在VirtualBox中为CentOS虚拟机配置负载均衡的步骤

一、前置准备：VirtualBox网络配置

要实现负载均衡，首先需要确保CentOS虚拟机之间、虚拟机与主机之间能互相通信，且具备固定IP。推荐采用NAT+Host-Only双网卡模式（兼顾外网访问与局域网通信）：

开启NAT网络（用于访问外网）
- VirtualBox全局设置→网络→添加NAT网络（默认名称“NatNetwork”），启用DHCP。
- 虚拟机网络设置→附加到“NAT网络”→名称选择刚创建的NAT网络。
添加Host-Only网卡（用于局域网通信）
- 虚拟机网络设置→添加网卡→附加到“Host-Only Adapter”→名称选择主机Host-Only网络（如“VirtualBox Host-Only Ethernet Adapter”）。
- 编辑虚拟机网卡配置文件（/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-enp0s8，网卡名以ip addr命令为准）：
```
TYPE=Ethernet
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.56.101  # 虚拟机静态IP（需在192.168.56.x段，避免冲突）
NETMASK=255.255.255.0
ONBOOT=yes
```
- 重启网卡：systemctl restart network。

完成上述配置后，虚拟机可通过NAT访问外网，通过Host-Only与其他虚拟机/主机通信。

二、负载均衡实现方案

负载均衡可通过软件层（如Nginx、HAProxy、LVS+Keepalived）实现，以下是具体步骤：

1. 使用Nginx实现HTTP负载均衡

Nginx是一款轻量级反向代理服务器，支持HTTP/HTTPS负载均衡，配置简单：

安装Nginx：

sudo yum install epel-release -y
sudo yum install nginx -y

配置upstream（后端服务器组）：
编辑/etc/nginx/nginx.conf，在http块中添加：

upstream backend {
    server 192.168.56.102:80;  # 后端Web服务器1（CentOS虚拟机）
    server 192.168.56.103:80;  # 后端Web服务器2（CentOS虚拟机）
    # 可添加更多服务器，权重可通过weight参数调整（如server 192.168.56.104:80 weight=2）
}

配置反向代理：
在server块中添加：

server {
    listen 80;
    server_name your-domain.com;  # 替换为域名或IP
    location / {
        proxy_pass http://backend;  # 转发到后端服务器组
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    }
}

启动Nginx：

sudo systemctl start nginx
sudo systemctl enable nginx

验证：访问http://your-domain.com，Nginx会自动将请求轮询分发到后端服务器。

2. 使用HAProxy实现TCP/HTTP负载均衡

HAProxy专注于高性能负载均衡，支持TCP（如数据库）和HTTP协议：

安装HAProxy：
```
sudo yum install haproxy -y
```

配置frontend/backend：
编辑/etc/haproxy/haproxy.cfg，添加：

global
    daemon
    maxconn 256
defaults
    mode http
    option httplog
    timeout connect 5000ms
    timeout client 50000ms
    timeout server 50000ms
frontend http-in
    bind *:80
    default_backend servers
backend servers
    balance roundrobin  # 轮询算法（可选leastconn、source等）
    server server1 192.168.56.102:80 check  # 检查后端服务器可用性
    server server2 192.168.56.103:80 check

启动HAProxy：

sudo systemctl start haproxy
sudo systemctl enable haproxy

验证：访问http://<HAProxy-IP>，请求会被分发到后端服务器。

3. 使用LVS+Keepalived实现高可用负载均衡

LVS（Linux Virtual Server）是内核级负载均衡，性能极高；Keepalived提供VIP（虚拟IP）和故障转移：

准备工作：
- 至少3台CentOS虚拟机：1台Director（负载均衡器，主+备）、2台Real Server（后端服务器）。
- 所有虚拟机处于同一局域网（如Host-Only网络192.168.56.x）。

配置Real Server：
在每台Real Server上，添加回环接口绑定VIP（如192.168.56.200）：

sudo echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
sudo echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
sudo echo "192.168.56.200" > /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
sudo ifup lo:0

配置Director（主）：
安装Keepalived：sudo yum install keepalived -y。
编辑/etc/keepalived/keepalived.conf：

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface enp0s3  # 绑定网卡（需与Host-Only网卡一致）
    virtual_router_id 51  # 同一网络唯一ID
    priority 100  # 主服务器优先级（高于备服务器）
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.56.200  # VIP（对外提供服务）
    }
}
virtual_server 192.168.56.200 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr  # 轮询算法
    lb_kind DR  # 直接路由模式（性能最优）
    protocol TCP
    real_server 192.168.56.102 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
    real_server 192.168.56.103 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}

启动Keepalived：

sudo systemctl start keepalived
sudo systemctl enable keepalived

验证：访问http://192.168.56.200，请求会被分发到Real Server；若主Director故障，备Director会自动接管VIP。

三、注意事项

网络连通性：确保所有虚拟机在同一局域网（如Host-Only网络），且IP无冲突。
防火墙设置：关闭防火墙或放行负载均衡端口（如80、443）：
```
sudo systemctl stop firewalld
sudo setenforce 0
```
后端服务器健康检查：LVS/Keepalived需配置TCP_CHECK或HTTP_CHECK，确保故障服务器被自动剔除。
性能优化：根据负载调整Keepalived的advert_int（心跳间隔）、LVS的lb_algo（算法）等参数。

通过上述步骤，即可在VirtualBox中为CentOS虚拟机搭建负载均衡环境，提升系统性能与可靠性。

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