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通俗易懂版知识点:Keepalived + LVS + Web + NFS 高可用集群到底是干什么的?

实验开始前,先搞懂为什么要部署该集群?

这个方案的目标是让网站 永不宕机,即使某台服务器挂了,用户也感觉不到。它主要涉及 负载均衡(LVS) + 高可用(Keepalived) + 共享存储(NFS),下面用最易懂的方式解释每个部分的作用和关键知识点。


1. Keepalived(高可用 VIP 管理)

作用:让两台服务器(主+备)共同管理一个 虚拟IP(VIP),如果主服务器挂了,备服务器自动接管这个IP,用户无感知。

核心知识点

  • VRRP协议(类似"选举"机制):

    • 主服务器(Master)平时持有VIP,并不断向备服务器(Backup)发送心跳包。

    • 如果备服务器收不到心跳,就认为主服务器挂了,自己接管VIP。

  • 健康检查

    • Keepalived 可以监控 LVS 或 Web 服务是否正常,如果发现服务挂了,就自动切换。

  • 配置示例

    vrrp_instance VI_1 {state MASTER    # 主服务器是MASTER,备服务器是BACKUPinterface eth0  # 网卡名称virtual_router_id 51  # 主备必须一致priority 100    # 主服务器优先级高(比如100),备服务器低(比如90)virtual_ipaddress {192.168.1.100  # 虚拟IP(VIP),用户访问这个IP}
    }


2. LVS(负载均衡,分摊流量)

作用:把用户请求 均匀分发 到多台 Web 服务器,避免单台服务器压力过大。

核心知识点

  • 三种工作模式(最常用的是DR模式)

    • DR模式(直接路由)(性能最好):

      • LVS 只修改请求的MAC地址,让数据包直接返回给用户,不经过LVS。

    • NAT模式(较慢):

      • LVS 修改IP地址,所有流量都要经过它,容易成为瓶颈。

    • TUN模式(IP隧道,适用于跨机房):

      • 用IP封装技术,让请求可以跨网络传输。

  • 调度算法

    • rr(轮询):依次分发给每台服务器。

    • wrr(加权轮询):给性能好的服务器更多请求。

    • lc(最少连接):谁当前连接数少,就发给谁。

  • 配置示例(DR模式)

    ipvsadm -A -t 192.168.1.100:80 -s rr  # 对VIP的80端口使用轮询
    ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.101:80 -g  # 添加Web服务器1(DR模式)
    ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.102:80 -g  # 添加Web服务器2


3. Web服务器(Nginx/Apache)

作用:真正处理用户请求的服务器,多台Web服务器通过LVS分摊流量。

核心知识点

  • 所有Web服务器内容要一致

    • 通过 NFS 共享存储 或者 rsync同步 保证文件一致。

  • Session会话保持(如果网站需要登录):

    • 方法1:用 ip_hash(Nginx)让同一用户始终访问同一台Web服务器。

    • 方法2:用 Redis 存储Session,所有Web服务器共用。

  • 健康检查

    • LVS 或 Keepalived 会定期检查Web服务器是否存活,挂了的机器会被踢出集群。


4. NFS(共享存储,让多台Web服务器用同一套文件)

作用:所有Web服务器挂载同一个NFS目录,保证网站内容一致(比如上传的图片、配置文件等)。

核心知识点

  • NFS服务器配置

    # NFS服务器(假设IP是192.168.1.200)
    vim /etc/exports
    /data/web 192.168.1.0/24(rw,sync,no_root_squash)  # 允许Web服务器读写/data/web

  • Web服务器挂载NFS

    mount -t nfs 192.168.1.200:/data/web /var/www/html

  • 注意事项

    • NFS单点故障:如果NFS服务器挂了,所有Web服务器都会受影响!解决方案:

      • NFS + DRBD(实时同步到另一台备份NFS)

      • 改用分布式存储(如GlusterFS、Ceph)


整体架构图



常见问题 & 优化

  1. LVS DR模式ARP问题

    • 要在Web服务器上隐藏VIP,避免它们响应ARP请求:

      echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
      echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
  2. NFS性能慢

    • 可以换用 GlusterFS 或 Ceph 这类分布式存储。

  3. Session不一致

    • 用Redis存Session,所有Web服务器共用。


总结

  • Keepalived = 高可用,VIP自动切换(主备模式)。

  • LVS = 负载均衡,把请求分发给多台Web服务器。

  • Web服务器 = 真正处理请求的机器,多台保证冗余。

  • NFS = 共享存储,让所有Web服务器数据一致。

这样,即使某台Web服务器、LVS、甚至Keepalived主节点挂了,整个网站仍然可以正常访问! 🚀

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