LVS-NAT负载均衡群集实战：原理、部署与问题排查
目录
一、原理与理论
二、背景与目的
三、部署步骤详解（CentOS 7示例）
1. Director Server配置
2. Real Server配置要求
四、常见问题与解决方案
五、总结与心得
附录：关键命令速查
一、原理与理论
LVS-NAT（Network Address Translation）模式通过修改数据包地址实现负载均衡：
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请求流程
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客户端访问虚拟IP（VIP）
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Director Server接收请求，通过调度算法（如RR/WLC）选择后端Real Server
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将目标IP 从VIP改为Real Server IP（DNAT）
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Real Server处理请求，返回数据给Director
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Director将源IP 从Real Server改为VIP（SNAT）返回客户端
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核心特点
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Real Server使用私有IP，网关必须指向Director
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Director需开启路由转发（
net.ipv4.ip_forward=1） -
支持端口映射（如VIP:80 → RS:8080）
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二、背景与目的
解决痛点：
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单台Web服务器性能瓶颈
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业务高可用性需求
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隐藏后端服务器真实IP
适用场景：
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中小规模负载均衡
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后端服务器位于私有网络
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需要跨VLAN调度流量
三、部署步骤详解（CentOS 7示例）
1. Director Server配置
# 1. 开启路由转发
echo "net.ipv4.ip_forward = 1" >> /etc/sysctl.conf
sysctl -p# 2. 加载IP_VS模块
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs # 验证模块加载# 3. 安装管理工具
yum install -y ipvsadm# 4. 配置虚拟服务（VIP:192.168.1.100）
vip="192.168.1.100"
ipvsadm -A -t $vip:80 -s rr # 轮询调度# 5. 添加真实服务器（后端IP池）
real_servers=("10.0.0.2" "10.0.0.3" "10.0.0.4")
for rs in "${real_servers[@]}"; do
ipvsadm -a -t $vip:80 -r $rs:80 -m -w 1 # -m表示NAT模式
done# 6. 保存规则（重启后自动加载）
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
2. Real Server配置要求
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网关设置为Director的内网IP（如10.0.0.1）
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部署相同Web服务（如Nginx）
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关闭防火墙或放行对应端口
四、常见问题与解决方案
| 问题现象 | 原因分析 | 解决方案 |
|---|---|---|
| 客户端访问VIP超时 | Director路由转发未开启 | sysctl -p 确认ip_forward=1 |
| 调度器可连RS，但客户端无响应 | RS网关未指向Director | 检查RS网关配置 ip route show |
| 部分Real Server始终无流量 | IP_VS模块未加载 | modprobe ip_vs + 重启加载模块 |
| 高并发时连接中断 | Director端口耗尽 | 优化net.ipv4.ip_local_port_range |
五、总结与心得
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优势
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配置简单，支持端口映射
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后端服务器无需公网IP
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局限性
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Director易成性能瓶颈（需处理双向流量）
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不支持后端服务器直接响应客户端
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生产建议
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结合Keepalived实现Director高可用
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使用加权调度（-w）处理异构服务器
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通过
ipvsadm -Ln实时监控连接分发
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经验提示：LVS-NAT的SNAT特性可能导致后端获取到Director的IP，需在应用中通过
X-Forwarded-For获取真实客户端IP。
附录：关键命令速查
ipvsadm -Ln # 查看当前规则
ipvsadm -C # 清空规则
ipvsadm-save -n > /path/to/backup # 备份配置
systemctl restart ipvsadm # 重启服务加载配置