CentOS如何用VirtualBox实现虚拟机负载均衡

在VirtualBox中为CentOS虚拟机配置负载均衡的步骤

一、前置准备：VirtualBox网络配置

要实现负载均衡，首先需要确保CentOS虚拟机之间、虚拟机与主机之间能互相通信，且具备固定IP。推荐采用NAT+Host-Only双网卡模式（兼顾外网访问与局域网通信）：

1. 开启NAT网络（用于访问外网）
   • VirtualBox全局设置→网络→添加NAT网络（默认名称“NatNetwork”），启用DHCP。
   • 虚拟机网络设置→附加到“NAT网络”→名称选择刚创建的NAT网络。
2. 添加Host-Only网卡（用于局域网通信）
   • 虚拟机网络设置→添加网卡→附加到“Host-Only Adapter”→名称选择主机Host-Only网络（如“VirtualBox Host-Only Ethernet Adapter”）。
   • 编辑虚拟机网卡配置文件（/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-enp0s8，网卡名以ip addr命令为准）：

     TYPE=Ethernet
     BOOTPROTO=static
     IPADDR=192.168.56.101  # 虚拟机静态IP（需在192.168.56.x段，避免冲突）
     NETMASK=255.255.255.0
     ONBOOT=yes
     

   • 重启网卡：systemctl restart network。

完成上述配置后，虚拟机可通过NAT访问外网，通过Host-Only与其他虚拟机/主机通信。

二、负载均衡实现方案

负载均衡可通过软件层（如Nginx、HAProxy、LVS+Keepalived）实现，以下是具体步骤：

1. 使用Nginx实现HTTP负载均衡

Nginx是一款轻量级反向代理服务器，支持HTTP/HTTPS负载均衡，配置简单：

• 安装Nginx：

  sudo yum install epel-release -y
  sudo yum install nginx -y
  

• 配置upstream（后端服务器组）：
  编辑/etc/nginx/nginx.conf，在http块中添加：

  upstream backend {
      
      server 192.168.56.102:80;
        # 后端Web服务器1（CentOS虚拟机）
      server 192.168.56.103:80;
    # 后端Web服务器2（CentOS虚拟机）
      # 可添加更多服务器，权重可通过weight参数调整（如server 192.168.56.104:80 weight=2）
  }
  
  

• 配置反向代理：
  在server块中添加：

  server {
      
      listen 80;
      
      server_name your-domain.com;
    # 替换为域名或IP
      location / {
      
          proxy_pass http://backend;
        # 转发到后端服务器组
          proxy_set_header Host $host;
      
          proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
  
      }
  
  }
      
  

• 启动Nginx：

  sudo systemctl start nginx
  sudo systemctl enable nginx
  

验证：访问http://your-domain.com，Nginx会自动将请求轮询分发到后端服务器。

2. 使用HAProxy实现TCP/HTTP负载均衡

HAProxy专注于高性能负载均衡，支持TCP（如数据库）和HTTP协议：

• 安装HAProxy：

  sudo yum install haproxy -y
  

• 配置frontend/backend：
  编辑/etc/haproxy/haproxy.cfg，添加：

  global
      daemon
      maxconn 256
  defaults
      mode http
      option httplog
      timeout connect 5000ms
      timeout client 50000ms
      timeout server 50000ms
  frontend http-in
      bind *:80
      default_backend servers
  backend servers
      balance roundrobin  # 轮询算法（可选leastconn、source等）
      server server1 192.168.56.102:80 check  # 检查后端服务器可用性
      server server2 192.168.56.103:80 check
  

• 启动HAProxy：

  sudo systemctl start haproxy
  sudo systemctl enable haproxy
  

验证：访问http://< HAProxy-IP> ，请求会被分发到后端服务器。

3. 使用LVS+Keepalived实现高可用负载均衡

LVS（Linux Virtual Server）是内核级负载均衡，性能极高；Keepalived提供VIP（虚拟IP）和故障转移：

• 准备工作：
  • 至少3台CentOS虚拟机：1台Director（负载均衡器，主+备）、2台Real Server（后端服务器）。
  • 所有虚拟机处于同一局域网（如Host-Only网络192.168.56.x）。
• 配置Real Server：
  在每台Real Server上，添加回环接口绑定VIP（如192.168.56.200）：

  sudo echo "1" >
       /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
  sudo echo "2" >
       /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
  sudo echo "192.168.56.200" >
   /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
  sudo ifup lo:0
  

• 配置Director（主）：
  安装Keepalived：sudo yum install keepalived -y。
  编辑/etc/keepalived/keepalived.conf：

  vrrp_instance VI_1 {
  
      state MASTER
      interface enp0s3  # 绑定网卡（需与Host-Only网卡一致）
      virtual_router_id 51  # 同一网络唯一ID
      priority 100  # 主服务器优先级（高于备服务器）
      advert_int 1
      authentication {
  
          auth_type PASS
          auth_pass 1111
      }
  
      virtual_ipaddress {
  
          192.168.56.200  # VIP（对外提供服务）
      }
  
  }
  
  virtual_server 192.168.56.200 80 {
  
      delay_loop 6
      lb_algo rr  # 轮询算法
      lb_kind DR  # 直接路由模式（性能最优）
      protocol TCP
      real_server 192.168.56.102 80 {
  
          weight 1
          TCP_CHECK {
  
              connect_timeout 3
              nb_get_retry 3
              delay_before_retry 3
          }
  
      }
  
      real_server 192.168.56.103 80 {
  
          weight 1
          TCP_CHECK {
  
              connect_timeout 3
              nb_get_retry 3
              delay_before_retry 3
          }
  
      }
  
  }
      
  

• 启动Keepalived：

  sudo systemctl start keepalived
  sudo systemctl enable keepalived
  

验证：访问http://192.168.56.200，请求会被分发到Real Server；若主Director故障，备Director会自动接管VIP。

三、注意事项

• 网络连通性：确保所有虚拟机在同一局域网（如Host-Only网络），且IP无冲突。
• 防火墙设置：关闭防火墙或放行负载均衡端口（如80、443）：

  sudo systemctl stop firewalld
  sudo setenforce 0
  

• 后端服务器健康检查：LVS/Keepalived需配置TCP_CHECK或HTTP_CHECK，确保故障服务器被自动剔除。
• 性能优化：根据负载调整Keepalived的advert_int（心跳间隔）、LVS的lb_algo（算法）等参数。

通过上述步骤，即可在VirtualBox中为CentOS虚拟机搭建负载均衡环境，提升系统性能与可靠性。

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