CentOS上如何实现负载均衡

CentOS实现负载均衡的实用方案

一、方案总览与选型

• Nginx：应用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/API场景。
• HAProxy：专业负载均衡器，协议支持广、健康检查完善，适合高并发HTTP/TCP场景。
• LVS（IPVS）+ Keepalived：内核级四层转发，性能极高，适合大规模、长连接；配合Keepalived提供VIP与故障转移。
• DNS轮询：配置简单，但健康检查与故障切换能力弱，不建议作为唯一方案。

二、方案一 Nginx快速上手

• 安装与启动
  • 安装：执行yum install -y epel-release && yum install -y nginx
  • 启动：执行systemctl start nginx && systemctl enable nginx
• 配置示例（/etc/nginx/conf.d/lb.conf）
  • 关键指令：定义upstream分组，使用proxy_pass转发，并通过proxy_set_header传递客户端信息
  • 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;
        }
      }
    }
    

• 校验与生效
  • 语法检查：nginx -t
  • 热重载：systemctl reload nginx
• 可选健康检查与监控
  • 被动健康检查：在upstream server行添加max_fails=3 fail_timeout=10s
  • 状态页：在server块内添加

    location /nginx_status {
      stub_status;
      access_log off;
      allow 127.0.0.1;
      deny all;
    }
    

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

三、方案二 HAProxy快速上手

• 安装与启动
  • 安装：yum install -y haproxy
  • 启动：systemctl start haproxy && systemctl enable haproxy
• 配置示例（/etc/haproxy/haproxy.cfg）
  • 关键要点：定义frontend监听端口、backend服务器组与balance算法，开启check健康检查
  • 示例：

    global
      log /dev/log local0
      log /dev/log local1 notice
      maxconn 4096
      daemon
    
    defaults
      log global
      mode http
      option httplog
      option dontlognull
      retries 3
      timeout connect 5s
      timeout client  50s
      timeout server  50s
    
    frontend http-in
      bind *:80
      default_backend servers
    
    backend servers
      balance roundrobin
      server s1 192.168.1.101:80 check
      server s2 192.168.1.102:80 check
    

• 校验与生效
  • 语法检查：haproxy -c -f /etc/haproxy/haproxy.cfg
  • 热重载：systemctl reload haproxy
• 防火墙放行
  • 执行：firewall-cmd --permanent --add-port=80/tcp && firewall-cmd --reload。

四、方案三 LVS四层负载均衡与高可用

• 安装工具
  • 执行：yum install -y ipvsadm
• 启用转发
  • 执行：echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
• 配置规则（示例：轮询）
  • 添加虚拟服务：ipvsadm -A -t 192.168.1.100:80 -s rr
  • 添加真实服务器：ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.101:80 -m
  • 说明：-m表示MASQUERADE（NAT）；也可用**-g**（DR）、-i（TUN）
• 高可用（Keepalived示例片段）
  • 在**/etc/keepalived/keepalived.conf中定义vrrp_instance与virtual_server**，设置state MASTER/BACKUP、priority、virtual_ipaddress（VIP），以及real_server与TCP_CHECK健康检查，实现VIP漂移与故障转移。

五、关键实践与排错要点

• 会话保持与共享
  • 算法选择：IP Hash可实现简单会话粘滞；加权轮询/最少连接更利于均衡
  • 共享方案：将Session存入Redis/Memcached实现集中共享，避免单点依赖
• 健康检查与故障隔离
  • Nginx：使用max_fails/fail_timeout与被动探测；HAProxy自带server check
  • LVS+Keepalived：通过TCP_CHECK与健康阈值实现自动摘除异常节点
• 监控与观测
  • Nginx：启用stub_status查看Active/Reading/Writing/Waiting等关键指标
  • 建议结合日志与指标平台（如Prometheus/Grafana）做容量与可用性观测
• 网络与安全
  • 放行对应端口（如80/443）；对外暴露尽量只开放负载均衡器，后端内网通信
• 常见误区
  • 软连接（Symbolic Link）不是负载均衡机制，不能替代Nginx/HAProxy/LVS等方案
  • DNS轮询缺乏健康检查与智能切换，仅适合作为补充手段。