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。

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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}
  }

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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

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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。

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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）

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整体架构图

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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。

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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！ 🚀