Docker如何在Linux上实现负载均衡

在 Linux 上的 Docker 负载均衡实现路径

• Docker Swarm 内置：基于 DNSRR 的服务发现与基于 VIP + IPVS 的传输层负载均衡，配合 Ingress 路由网格 将节点端口统一暴露与分发，适合多主机集群的一站式方案。
• 反向代理/四层负载均衡：使用 Nginx/HAProxy 对后端容器进行轮询、权重、最少连接等策略的流量分发，适合单机多容器或作为边缘/入口负载均衡。
• 内核级 IPVS 直连：在宿主机上以 IPVS 承载虚拟服务，将请求转发到多个后端容器，适合对性能和灵活性要求更高的场景。

方案一 Docker Swarm 内置负载均衡

• 核心机制
  • DNS 轮询（DNSRR）：服务名解析为多个容器 IP 列表，客户端通常取首条，天然实现轮询分发。
  • VIP + IPVS：为每个服务分配虚拟 IP，借助 iptables/IPVS 做传输层负载均衡到后端任务容器。
  • Ingress 路由网格：将服务端口发布到所有节点，通过 ingress overlay 网络 与节点 sandbox 的 iptables/IPVS 将请求负载到后端。
• 快速上手
  1. 初始化 Swarm 并加入节点
     • docker swarm init
     • docker swarm join --token :
  2. 创建 overlay 网络
     • docker network create --driver overlay app_net
  3. 部署服务（内部通信示例，DNSRR）
     • docker service create --name vote --network app_net --replicas 3 --endpoint-mode dnsrr your-vote-image
     • docker service create --name client --network app_net --replicas 1 your-client-image
     • 进入 client 容器执行：for i in {1…10}; do curl -s vote | grep -i “container id”; done（可见不同后端容器响应）
  4. 对外发布端口（路由网格）
     • docker service create --name vote --network app_net --replicas 3 -p 8080:80 your-vote-image
     • 任意节点访问 http://:8080 均会被均衡到后端 vote 容器
• 适用场景
  • 多主机生产集群、需要“服务发现 + 自动负载 + 统一入口”的场景。

方案二 反向代理 Nginx 或 HAProxy

• 思路
  • 启动多个应用容器（不同端口或不同主机），在前端部署 Nginx/HAProxy 作为反向代理，按轮询/权重/最少连接等策略转发到后端。
• 快速上手（单机 Docker Compose 示例）
  • docker-compose.yml
    • version: “3”
    • services:
      • app1: image: httpd:alpine; ports: [“8081:80”]
      • app2: image: httpd:alpine; ports: [“8082:80”]
      • nginx: image: nginx:alpine; ports: [“80:80”]; volumes: [“./nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf:ro”]
  • nginx.conf（核心片段）
    • http { upstream backend { server app1:80; server app2:80; }
      • server { listen 80; location / { proxy_pass http://backend; } } }
  • 启动与验证
    • docker-compose up -d
    • 多次访问 http://localhost 观察返回来自不同后端
• 适用场景
  • 单机多容器、已有 Nginx/HAProxy 运维体系、需要灰度/权重/熔断等高级策略。

方案三 内核级 IPVS 直连负载均衡

• 思路
  • 在宿主机启用 IPVS（L4 负载均衡器），为虚拟服务配置后端容器 IP:Port，实现高性能分发；可与 Keepalived 配合做 VIP 漂移。
• 快速上手（宿主机操作）
  1. 安装工具与内核模块
     • apt-get update && apt-get install -y ipvsadm
     • modprobe ip_vs && modprobe ip_vs_rr（按需加载更多调度算法模块）
  2. 创建虚拟服务（示例：轮询）
     • ipvsadm -A -t 10.0.0.100:80 -s rr
  3. 添加后端容器（示例）
     • ipvsadm -a -t 10.0.0.100:80 -r <CONTAINER1_IP>:80 -m
     • ipvsadm -a -t 10.0.0.100:80 -r <CONTAINER2_IP>:80 -m
  4. 验证
     • ipvsadm -Ln（查看虚拟服务与后端）
• 适用场景
  • 对吞吐与延迟敏感、希望绕过用户态代理、需要自定义调度与大规模后端池的场景。

选型与对比

• 实践建议
  • 小规模或快速验证：优先 Nginx/HAProxy。
  • 多主机生产集群：优先 Docker Swarm 内置（DNSRR/VIP/Ingress）。
  • 极致性能与可控性：使用 IPVS，必要时结合 Keepalived 实现高可用。