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集群与存储-lvs-nat实验

news 来源：原创 2025/5/20 2:20:32

一、实验目的

1、熟练掌握ipvsadm 指令的使用

2、理解lvs 负载均衡的原理

3. 熟练掌握lvs-net+nfs的配置

二、实验内容

1.拓扑图

2.实验步骤

#在节点服务器中添加网卡，选择仅主机模式

#查看网卡

#启用网卡

nmcli device up ens224
ip a

#修改虚拟地址的网关

#节点服务器ens160的网关是该节点服务器ens224的ip（192.168.112.128）

#nfs服务器ens160的网关是节点服务器ens160的ip（192.168.157.129）

节点服务器：

nfs服务器:

#以下在节点服务器和nfs服务器共同进行，此处以节点服务器为例

#关闭防火墙及selinux

systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld
vim /etc/sysconfig/selinux
reboot

#下载 nginx,ipvsadm,rpcbind,nfs-utils

yum -y install nginx ipvsadm rpcbind nfs-utils

#启动三个服务

systemctl start nginx
systemctl status nginx
systemctl start rpcbind
systemctl status rpcbind
systemctl start nfs-server.service
systemctl status nfs-server.service

#加载并查看 ip_vs 模块

modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs

#下载ipvsadm 管理工具

yum -y install ipvsadm
ipvsadm -v

#开启路由转发规则

vim /etc/sysctl.conf
添加net.ipv4.ip_forward = 1
sysctl -p

#此下部分只在节点服务器中进行

#配置负载分配策略并且保存

ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.112.128:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.112.128:80 -r 192.168.157.129:80 -m -w 1
ipvsadm -a -t 192.168.112.128:80 -r 192.168.157.130:80 -m -w 1
ipvsadm --save
ipvsadm --save >/etc/sysconfig/ipvsadm

#查看其状态

ipvsadm -ln

#在节点服务器和nfs服务器中进行

#在节点服务器中写入节点服务器的ip

#在nfs服务器中写入nfs服务器的IP

cd /usr/share/nginx/html
echo “192.168.157.129” > index.html
echo “192.168.157.130” > index.html

3.验证轮训

#在节点服务器中验证轮询

#访问节点服务器的ens224的IP，端口为80

curl 192.168.112.128:80

4.验证共享存储

#NFS 共享存储服务器（192.168.157.130）

#编辑vi /etc/exports

#共享/usr/share/nginx/html文件

#网段192.168.157.0/24

#可读写权限(rw,sync,no_root_squash)

#保存退出后重新启动 rpcbind和nfs

#以下在nfs服务器中进行

Vim /etc/exports
/usr/share/nginx/html 192.168.157.0/24(rw,sync,no_root_squash)

#查看nsf服务器（192.168.157.130）发布的NFS共享文件

#在节点服务器（192.168.157.129）中查询

showmount -e 192.168.157.130

#在节点服务器中手动挂载共享目录

mkdir /zyz #创建目录，目录名称可自行决定

mount -t nfs 192.168.157.130:/usr/share/nginx/html /zyz

#修改节点服务器的nginx配置文件

vim /etc/nginx/nginx.conf

#注释之前的挂载点

#       root         /usr/share/nginx/html;root         /zyz;

三、实验结果

#在节点服务器中

#创建测试文件test.html，内容自定义

cd /zyz
vim test.html

#给目录,文件添加权限并且重启nginx

chmod -R a+rx /zyz
chmod a+r /zyz/test.html
chown root:nginx /zyz/test.html 
systemctl restart rpcbind
systemctl restart nfs-server.service
systemctl restart nginx

#查看各服务状态

#验证轮询测试

四、实验结论

1.LVS（Linux Virtual Server）是一种基于Linux操作系统的高性能、高可用的虚拟服务器技术，用于实现负载均衡。它通过将客户端的请求分发到多台后端服务器上，提高整体服务的处理能力和可靠性。

LVS的核心概念

2.负载均衡器（Load Balancer）：是整个集群对外提供服务的入口，通过对外提供一个虚拟IP（VIP）来接收客户端请求。根据设定的调度算法和规则，将请求转发到后端真实服务器上。

3.后端服务器（Real Server）：是实际处理客户端请求的真实服务器，可以是一台或多台。后端服务器通过局域网或广域网与负载均衡器相连。

4.虚拟IP（VIP）：是客户端访问的IP地址，对客户端是透明的。负载均衡器通过VIP接收客户端请求，并将其转发到后端服务器上。

LVS的调度算法

LVS支持多种调度算法，以根据实际需求将请求分发到后端服务器上。常用的调度算法包括：

轮询：

按顺序依次将请求分发到后端服务器上，实现均衡负载。

加权轮询：

根据后端服务器的处理能力，为其分配不同的权重，权重越高的服务器处理的请求越多。

最少连接：

将请求分发到当前连接数最少的服务器上，以实现负载均衡。

加权最少连接：

在最少连接的基础上，考虑后端服务器的权重，将请求分发到加权连接数最少的服务器上。

LVS-NET（也称为Direct Routing，DR）模式是LVS的一种工作模式，它通过修改请求报文的MAC地址，将请求直接转发到后端真实服务器。在这种模式下，真实服务器处理完请求后，直接将响应返回给客户端，无需经过负载均衡器，从而提高了响应速度和吞吐量。

LVS-NET模式的优点包括：

高效性：避免了负载均衡器成为瓶颈，提高了整体性能。

可扩展性：支持大规模集群部署，易于扩展。

低延迟：响应速度快，适用于对延迟敏感的应用。

NFS是一种分布式文件系统协议，允许网络中的计算机共享文件和目录。在LVS集群中，使用NFS共享存储可以确保后端真实服务器之间的数据一致性，避免了因本地存储导致的静态资源不一致现象。

NFS共享存储的优点包括：

数据一致性：确保所有服务器访问的是同一份数据。

高可用性：通过配置NFS高可用，可以提高数据访问的可靠性。

易于管理：集中管理存储资源，简化了运维工作。