LVS-NAT 模式负载均衡集群部署与配置

LVS（Linux Virtual Server）是基于 Linux 的负载均衡群集技术，NAT 模式通过地址转换实现内外网通信与负载分发，核心是 LVS 服务器充当网关，将外网请求转发至后端 Web 服务器。

一、核心概念

1. LVS 基础

本质：作用在四层的负载均衡器，不提供网页服务，仅通过算法为后端服务器分流减压。

核心价值：解决单台服务器性能瓶颈，实现高可用（HA）和负载均衡（LB）。

集群定义：3 台以上服务器对外表现为一个整体，提供单一访问入口（IP / 域名）。

2. NAT 模式原理

全称：Network Address Translation（网络地址转换）。

核心逻辑：LVS 服务器作为网关，通过 SNAT（源地址转换）将内网服务器 IP 映射为公网 IP，实现外网访问；通过 DNAT（目标地址转换）将外网请求转发至内网后端节点。

网络架构：LVS 需双网卡（外网网卡连 VMnet8，内网网卡连 VMnet1），后端服务器仅需内网 IP，网关指向 LVS 内网网卡。

二、环境准备

1. 硬件要求

1 台 Windows 宿主机（用于访问测试）。

1 台 LVS 服务器（双网卡：外网 ens33 + 内网 ens36）。

2 台 Web 服务器（安装 httpd，单网卡连 VMnet1）。

2. 网络配置规划

三、部署步骤

1. LVS 服务器配置

（1）虚拟机配置

LVS服务器，需要开启防火墙、其他两台web服务器关闭防火墙

查看自己LVS服务器的VMnet1的IP地址段是什么区间

添加一张网卡，将网络连接模式设置成自定义的VMnet1(仅主机模式)：

（2）网卡配置

复制 ens33 配置文件生成 ens36：cp /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 ifcfg-ens36。

1cd /etc/sysconfig/network-scripts/
2cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens36
3

编辑 ifcfg-ens36：修改 NAME、DEVICE 为 ens36，配置内网 IP（192.168.253.128）及子网掩码和网关。

1####ens33网卡配置
2[root@localhost ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
3TYPE=Ethernet
4PROXY_METHOD=none
5BROWSER_ONLY=no
6BOOTPROTO="static"
7DEFROUTE=yes
8IPV4_FAILURE_FATAL=no
9IPV6INIT=yes
10IPV6_AUTOCONF=yes
11IPV6_DEFROUTE=yes
12IPV6_FAILURE_FATAL=no
13IPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacy
14NAME=ens33
15UUID=2756e2a9-f44e-457e-8865-b7a7ec201c99
16DEVICE=ens33
17ONBOOT=yes
18IPADDR=192.168.10.133
19NETMASK=255.255.255.0
20GATEWAY=192.168.10.2
21DNS1=8.8.8.8
22DNS2=114.114.114.114
23PREFIX=24
24
25
26###ens36网卡配置
27TYPE=Ethernet
28PROXY_METHOD=none
29BROWSER_ONLY=no
30BOOTPROTO="static"
31DEFROUTE=yes
32IPV4_FAILURE_FATAL=no
33IPV6INIT=yes
34IPV6_AUTOCONF=yes
35IPV6_DEFROUTE=yes
36IPV6_FAILURE_FATAL=no
37IPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacy
38NAME=ens36    修改成网卡名字
39DEVICE=ens36  修改成网卡名字
40ONBOOT=yes
41IPADDR=192.168.253.128 修改IP
42NETMASK=255.255.255.0
43GATEWAY=192.168.253.2  修改网关
44DNS1=8.8.8.8
45DNS2=114.114.114.114
46PREFIX=24
47

重启网络：systemctl restart network，通过ip addr show ens36验证。

1systemctl restart network
2# 查看是否生效
3ip addr show ens36
4

（3）系统环境配置

开启防火墙并清空规则：systemctl start firewalld、iptables -t nat -F、iptables -F。

1#开启防火墙
2systemctl start firewalld
3#清除防火墙规则
4iptables -t nat -F
5iptables -F
6

开启路由转发：编辑/etc/sysctl.conf，添加net.ipv4.ip_forward = 1，执行sysctl -p生效。

1#配置SNAT转发规则
2vim /etc/sysctl.conf
3#开启路由转发的功能
4net.ipv4.ip_forward = 1
5
6#刷新生效
7或 echo '1' > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
8sysctl -p
9

配置 SNAT 规则：iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.253.0/24 -o ens33 -j SNAT --to-source 192.168.10.133。

1#自定义路由转发规则，将所有192.168.253.0/24(内网网段)网段的流量全部映射192.168.10.133(外网IP)的地址
2iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.253.0/24 -o ens33 -j SNAT --to-source 192.168.10.133
3

（4）LVS 服务配置

安装管理工具：yum -y install ipvsadm。

初始化策略文件：ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm，启动服务：systemctl start ipvsadm.service。

配置负载策略：

1. 清空规则：ipvsadm -C。
2. 定义外网入口与轮询算法：ipvsadm -A -t 192.168.10.133:80 -s rr。
3. 添加后端节点：ipvsadm -a -t 192.168.10.133:80 -r 192.168.253.129:80 -m、
   ipvsadm -a -t 192.168.10.133:80 -r 192.168.253.130:80 -m。
4. 保存策略：ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm。

1##安装ipvsadm 管理工具
2yum -y install ipvsadm
3
4##启动服务前须保存负载分配策略+
5ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
6或者 ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm
7
8systemctl start ipvsadm.service
9
10##配置负载分配策略（NAT模式只要在服务器上配置，节点服务器不需要特殊配置）
11#清空规则
12ipvsadm -C 
13#重新建立规则 （申明外网网卡是192.168.10.133，负载均衡模式是RR轮询）
14ipvsadm -A -t 192.168.10.133:80 -s rr 
15#定义后端地址池（相当于nginx的upstream）
16ipvsadm -a -t 192.168.10.133:80 -r 192.168.253.129:80 -m
17ipvsadm -a -t 192.168.10.133:80 -r 192.168.253.130:80 -m
18#启用策略
19ipvsadm
20
21ipvsadm -ln #查看节点状态，Masq代表 NAT模式
22ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm #保存策略
23

2. Web 服务器配置

（1）基础配置

内网2台web服务器环境准备：

2台服务器的网卡全部改成VMnet1 仅主机模式：

查看自己虚拟机VMnet1网卡的IP地址段是多少

然后修改自己web服务器的网卡，如： web1 192.168.253.129 web2 192.168.253.130，网卡配置文件

修改如下（web1）：

第二台web2

（2）服务部署

搭建本地 YUM 仓库（因内网无法访问外网）。

安装并启动 httpd：yum install -y httpd、systemctl start httpd。

自定义网页内容：Web01 编辑/var/www/html/index.html写入 “this is test01”，Web02 写入 “this is test02”。

1#关闭防火墙：
2systemctl disable firewalld --now
3
4setenforce 0
5####搭建本地yum仓库
6略
7搭建成功
8
9#下载并开启httpd
10yum install -y httpd
11systemctl start httpd
12
13#第一台web服务器（192.168.253.129）
14vim /var/www/html/index.html
15

#第一台web服务器（192.168.253.129）

#第二台web服务器（192.168.253.130）

3. Windows 宿主机配置

打开 VMware Virtual Ethernet Adapter for VMnet8 属性，配置 IPv4：IP 为 192.168.10.1，子网掩码 255.255.255.0，网关 192.168.10.133。

四、验证方法

1. 连通性测试

Web 服务器 ping Windows 宿主机：ping 192.168.10.1，确保网络通畅。

LVS 服务器 curl 后端节点：curl http://192.168.253.129、curl http://192.168.253.130，应显示对应网页内容。

2. 负载均衡验证

Windows 浏览器访问http://192.168.10.133，间隔 20 秒刷新，交替显示 “test01” 和 “test02”。

LVS 服务器查看流量状态：ipvsadm -ln，可见后端节点的连接数分布。

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