从零构建高性能 LVS + Keepalived 四层负载均衡集群实战指南


一、前言



在大型网站架构中,四层负载均衡是流量调度的第一道防线。相比七层(如 Nginx、HAProxy),四层(基于 IP/端口转发)在性能上更具优势。LVS(Linux Virtual Server)配合 Keepalived,不仅可实现高性能负载均衡,还可实现主备高可用,本文将手把手带你搭建生产可用的 LVS + Keepalived 架构。





二、部署架构说明


VIP(虚拟 IP): 192.168.10.100

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LVS-Master LVS-Backup(Keepalived 热备)

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| RS1 | | RS2 | (后端真实服务器)

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  • 调度模式:NAT(SNAT/DNAT)、DR、TUN 模式任选(本文以 DR 模式为例)
  • LVS 使用 ipvsadm 管理转发规则
  • Keepalived 负责主备检测 + VIP 漂移






三、环境准备


主机名称

IP

角色

lvs-master

192.168.10.10

主 LVS + VIP

lvs-backup

192.168.10.11

备 LVS

realserver1

192.168.10.21

后端 RS1

realserver2

192.168.10.22

后端 RS2

操作系统统一使用 CentOS 7/Ubuntu Server,需开放 80/443 等相关端口。





四、安装 LVS 与 Keepalived




1. 安装命令(主备节点执行):


# CentOS

yum install -y ipvsadm keepalived


# Ubuntu

apt update && apt install -y ipvsadm keepalived


2. 启用内核模块


modprobe ip_vs

modprobe ip_vs_rr

modprobe ip_vs_wrr

modprobe ip_vs_sh






五、配置 Keepalived(主节点)


vim /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 1111

}

virtual_ipaddress {

192.168.10.100

}

}


virtual_server 192.168.10.100 80 {

delay_loop 5

lb_algo rr

lb_kind DR

persistence_timeout 60

protocol TCP


real_server 192.168.10.21 80 {

weight 1

TCP_CHECK {

connect_timeout 3

}

}


real_server 192.168.10.22 80 {

weight 1

TCP_CHECK {

connect_timeout 3

}

}

}

备节点将 state MASTER 改为 state BACKUP,priority 设置为比主节点低(如 90)。





六、配置后端 RealServer(RS)



  1. 绑定 VIP(无响应 ARP)


ifconfig lo:0 192.168.10.100 netmask 255.255.255.255 broadcast 192.168.10.100 up


  1. 禁止响应 ARP 请求:


echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore

echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce






七、启动服务与验证




1. 启动服务


systemctl start keepalived

systemctl enable keepalived


2. 查看 LVS 规则


ipvsadm -Ln


3. 访问测试



在客户端访问 http://192.168.10.100,验证是否轮询分发到 RS1 与 RS2。





八、高可用测试



  • 手动停止主 LVS 节点 Keepalived:


systemctl stop keepalived



  • 使用 ip a 查看 VIP 是否自动切换到备节点






九、扩展建议



  • 支持 TCP/UDP 多端口(如 443、3306)
  • 配合防火墙安全策略使用
  • 可与 Nginx 等七层 LB 混合使用,提升业务智能调度能力
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