CentOS环境如何进行负载均衡 - 问答

CentOS环境负载均衡实操指南

一、方案选型与适用场景

Nginx：七层反向代理与负载均衡，配置灵活，支持轮询、加权轮询、IP Hash、最少连接等，适合大多数Web与API场景，生态完善、运维简单。
HAProxy：专注四/七层负载均衡与高并发，健康检查与统计完善，适合需要细粒度控制与高可用的HTTP/TCP服务。
LVS（IPVS）+ Keepalived：内核级四层转发，性能极高，适合大流量入口；结合Keepalived提供VIP与故障切换，常用于生产级高可用架构。
选型建议：中小规模优先Nginx/HAProxy；超大规模或纯四层转发优先LVS+Keepalived。

二、快速上手 Nginx 负载均衡

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

核心配置示例（/etc/nginx/nginx.conf 或 /etc/nginx/conf.d/lb.conf）

要点：定义upstream后端组，使用proxy_pass转发，设置X-Real-IP/X-Forwarded-For等头信息，便于后端获取真实客户端信息。

示例：

http {
  upstream backend {
    server 192.168.1.101:80;
    server 192.168.1.102:80;
  }

  server {
    listen 80;
    server_name example.com;

    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;
    }
  }
}

健康检查与简单监控
- 被动健康检查：在 upstream 中为节点添加 max_fails=3 fail_timeout=10s，失败超过阈值后暂时剔除。
- 状态页：启用 stub_status 模块，配置示例：
```
location /nginx_status {
  stub_status;
  access_log off;
  allow 127.0.0.1;
  deny all;
}
```
防火墙放行
- 执行：sudo firewall-cmd --permanent --add-port=80/tcp && sudo firewall-cmd --reload

三、HAProxy 负载均衡配置

安装与启动
- 安装：执行 sudo yum install -y haproxy
- 启动：执行 sudo systemctl start haproxy && sudo systemctl enable haproxy

核心配置示例（/etc/haproxy/haproxy.cfg）

要点：定义 frontend 监听端口，backend 定义后端池与负载算法（如 roundrobin），开启 check 健康检查。

示例：

global
    log /dev/log    local0
    log /dev/log    local1 notice
    maxconn 4096
    tune.ssl.default-dh-param 2048

defaults
    log     global
    mode    http
    option  httplog
    option  dontlognull
    retries 3
    timeout http-request 10s
    timeout queue 1m
    timeout connect 10s
    timeout client 1m
    timeout server 1m

frontend http-in
    bind *:80
    default_backend servers

backend servers
    balance roundrobin
    server server1 192.168.1.101:80 check
    server server2 192.168.1.102:80 check

防火墙放行
- 执行：sudo firewall-cmd --permanent --add-port=80/tcp && sudo firewall-cmd --reload

四、LVS 四层负载均衡与高可用

安装工具
- 执行：sudo yum install -y ipvsadm keepalived

启用转发与基本规则

开启转发：echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

添加虚拟服务（VIP=192.168.1.100，端口80，调度算法rr）：

sudo ipvsadm -A -t 192.168.1.100:80 -s rr
sudo ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.101:80 -g
sudo ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.102:80 -g

高可用 Keepalived 配置要点
- 主节点（/etc/keepalived/keepalived.conf 片段）：
```
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 { 192.168.1.100 }
}
```
- 备节点：将 state 设为 BACKUP，priority 设低（如 90），其余一致。
- 启动：sudo systemctl start keepalived
说明
- -g 表示 DR 模式，需在各真实服务器上配置回环口别名并关闭ARP响应（生产环境常用做法）。

五、生产实践与优化要点

健康检查与故障隔离
- Nginx：使用 max_fails/fail_timeout 实现被动健康检查；必要时结合主动健康检查与监控告警。
- HAProxy：为每个后端配置 check，结合 inter/rise/fall 精细控制摘除与恢复策略。
会话保持与共享
- 优先方案：将 Session 集中存储到 Redis/Memcached，实现无状态与水平扩展。
- 备选方案：使用 IP Hash 实现会话粘滞（可能导致负载不均）。
监控与可观测性
- Nginx：启用 stub_status 查看连接与请求统计；结合 Prometheus + Grafana 做指标可视化与告警。
高可用与扩展
- 避免单点：部署主备负载均衡器，使用 Keepalived 提供 VIP 漂移；流量大时考虑横向扩容后端与读写分离。
安全与网络
- 仅暴露必要端口，启用防火墙与访问控制；对外启用 TLS/HTTPS，在负载均衡器终止或做证书透传。

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