openEuler 负载均衡技术选型:三大方案对比与场景适配【华为根技术】

举报
tea_year 发表于 2025/12/14 16:02:37 2025/12/14
【摘要】 负载均衡(Load Balancing)是分布式系统的核心基础,通过将请求分发至多个后端节点,实现系统高可用、高并发与性能扩展。openEuler 作为企业级开源操作系统,原生支持 LVS、Nginx、HAProxy 三大主流负载均衡方案,各方案在架构、性能、功能上各有侧重,需根据业务场景精准选型。​1.1 三大方案核心特性对比​​技术方案​底层架构​转发性能​支持协议​核心优势​适用场景​...
负载均衡(Load Balancing)是分布式系统的核心基础,通过将请求分发至多个后端节点,实现系统高可用、高并发与性能扩展。openEuler 作为企业级开源操作系统,原生支持 LVS、Nginx、HAProxy 三大主流负载均衡方案,各方案在架构、性能、功能上各有侧重,需根据业务场景精准选型。
1.1 三大方案核心特性对比
技术方案




底层架构




转发性能




支持协议




核心优势




适用场景




LVS




内核态转发(IPVS 模块)




极高(10 万 + 并发)




TCP/UDP(四层)




低开销、高稳定、抗负载能力强




大型网站入口、数据库读写分离、高并发无状态服务




Nginx




用户态转发(事件驱动)




高(万级并发)




TCP/UDP(四层)+ HTTP/HTTPS(七层)




配置简单、支持缓存 / SSL/URL 路由




Web 服务负载均衡、API 网关、中小型应用集群




HAProxy




用户态转发(多线程模型)




中高(5 万 + 并发)




TCP/UDP(四层)+ HTTP/HTTPS(七层)




会话保持强、健康检查丰富、支持 TCP 代理




电商交易系统、金融支付服务、需要复杂调度的场景









1.2 openEuler 系统适配优势
  • 内核级优化:openEuler 22.03 LTS 及以上版本内置最新 IPVS 内核模块,支持 DR、NAT、TUN 等 LVS 转发模式,且优化了网络栈参数(如 TCP 队列长度、连接超时时间),提升转发效率;
  • 软件源原生支持:通dnf包管理器可直接安装三种方案(dnf install ipvsadm nginx haproxy),无需手动编译,适配 openEuler 的 RPM 包管理体系;
  • 高可用生态集成:与 Pacemaker、Corosync 等集群管理工具深度兼容,可快速实现负载均衡节点的主备切换,避免单点故障。
二、openEuler 负载均衡部署实践:三大方案分步实施
2.1 方案 1:LVS(四层负载均衡)部署与配置
LVS(Linux Virtual Server)是 openEuler 推荐的高性能负载均衡方案,基于内核态 IPVS 模块实现请求转发,适用于高并发场景。
2.1.1 环境准备
  • 负载均衡节点(Director):openEuler 22.03 LTS,IP:192.168.1.100(VIP:192.168.1.200);
  • 后端节点(Real Server):2 台 openEuler 服务器,IP:192.168.1.101192.168.1.102
  • 网络模式:采用 DR(Direct Routing)模式(性能最优,无 NAT 转发开销)。
2.1.2 部署步骤
  1. 安装 LVS 工具

# 安装ipvsadm(LVS管理工具)和keepalived(高可用)
dnf install -y ipvsadm keepalived

     2.配置内核参数(Director 节点)

# 开启IP转发
echo "net.ipv4.ip_forward = 1" >> /etc/sysctl.conf
# 禁用ARP响应(DR模式必需)
echo "net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1" >> /etc/sysctl.conf
echo "net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2" >> /etc/sysctl.conf
sysctl -p # 生效配置

   3.配置 LVS 转发规则

# 清除原有规则
ipvsadm -C
# 添加虚拟服务(VIP+端口),采用轮询调度算法(rr)
ipvsadm -A -t 192.168.1.200:80 -s rr
# 添加后端节点(DR模式指定-g参数)
ipvsadm -a -t 192.168.1.200:80 -r 192.168.1.101:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.1.200:80 -r 192.168.1.102:80 -g
# 保存规则(重启后生效)
ipvsadm -S > /etc/sysconfig/ipvsadm

   4.配置后端节点(Real Server)


# 在lo接口绑定VIP(DR模式必需,避免ARP冲突)
ifconfig lo:0 192.168.1.200 netmask 255.255.255.255 up
# 配置内核参数,禁止VIP响应ARP请求
echo "net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1" >> /etc/sysctl.conf
echo "net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2" >> /etc/sysctl.conf
sysctl -p

   5.配置高可用(Keepalived)

编辑/etc/keepalived/keepalived.conf,实现 Director 节点主备切换(示例为单主模式):
global_defs {
router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER # 备用节点改BACKUP
interface eth0
virtual_router_id 51
priority 100 # 备用节点优先级低100(90)
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.1.200/24 dev eth0 label eth0:0
}
}
# 关LVS规则
virtual_server 192.168.1.200 80 {
delay_loop 6
lb_algo rr
lb_kind DR
persistence_timeout 50

   6.启动服务并设置开机自启



systemctl start ipvsadm keepalived
systemctl enable ipvsadm keepalived
2.2 方案 2:Nginx(七层负载均衡)部署与配置
Nginx 基于用户态事件驱动架构,支持 HTTP/HTTPS 协议的精细化路由,适用于 Web 服务、API 网关等场景。
2.2.1 部署步骤
  1. 安装 Nginx
dnf install -y nginx # openEuler原生源直接安装
  1. 配置负载均衡规则
编辑/etc/nginx/nginx.conf,添加 upstream 模块和转发规则:
http {
# 定义后端服务器集群
upstream backend_servers {
server 192.168.1.101:80 weight=1; # weight表示权重,默1
server 192.168.1.102:80 weight=1;
# 可选配置:健康检查、会话保持
server 192.168.1.103:80 backup; # 备用节点(仅当主节点故障时启用)
ip_hash; # 会话保持(同IP固定转发到同一节点)
}
# 配置虚拟主机
server {
listen 80;
server_name www.example.com;
# 转发请求到后端集群
location / {
proxy_pass http://backend_servers;
# 传递客户端真IP和请求头
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
 }
  1. 验证配置并启动 Nginx
nginx -t # 检查配置语法
systemctl start nginx
systemctl enable nginx
2.3 方案 3:HAProxy(四层 + 七层混合负载均衡)部署与配置
HAProxy 在 TCP 代理和会话保持上优势突出,适用于需要复杂调度逻辑的企业级应用。
2.3.1 部署步骤
  1. 安装 HAProxy
dnf install -y haproxy
  1. 配置 HAProxy
编辑/etc/haproxy/haproxy.cfg,示例配置(HTTP 七层负载均衡):
global
log 127.0.0.1 local2
chroot /var/lib/haproxy
pidfile /var/run/haproxy.pid
maxconn 4000
user haproxy
group haproxy
daemon
defaults
mode http
log global
option httplog
option dontlognull
option http-server-close
option forwardfor except 127.0.0.0/8
option redispatch
retries 3
timeout http-request 10s
timeout queue 1m
timeout connect 10s
timeout client 1m
timeout server 1m
timeout http-keep-alive 10s
timeout check 10s
maxconn 3000
# 前端配置(接收客户端请求)
frontend http_front
bind *:80
default_backend http_back
# 后端配置(转发到后端节点)
backend http_back
balance roundrobin # 轮询调度
server server1 192.168.1.101:80 check # check启用健康检查
server server2 192.168.1.102:80 check
  1. 启动 HAProxy 并设置开机自启
systemctl start haproxy
systemctl enable haproxy
三、openEuler 负载均衡优化调优:性能与稳定性提升
3.1 系统级优化
  1. 网络参数调优
编辑/etc/sysctl.conf,优化 TCP 连接性能:


# 增TCP最大连接数
net.core.somaxconn = 65535
# 增TCP队列长度
net.core.netdev_max_backlog = 65535
# 开TIME_WAIT快速回收
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
# 调TCP超时时间
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
sysctl -p
  1. 文件描述符限制
负载均衡服务需要处理大量并发连接,需提高系统文件描述符限制:


# 编limits.conf
echo "* soft nofile 65535" >> /etc/security/limits.conf
echo "* hard nofile 65535" >> /etc/security/limits.conf
# 临时生效
ulimit -n 65535
3.2 服务级优化
  1. LVS 优化
  • 选择合适的调度算法:高并发无状态服务rr(轮询),需要负载均衡wrr(加权轮询),会话敏感场景sh(源地址哈希);
  • 关闭不必要的健康检查:DR 模式下可禁用 TCP_CHECK,减少开销;
  1. Nginx 优化
  • 调整工作进程数:worker_processes auto;(自动适配 CPU 核心数);
  • 增加并发连接数:worker_connections 65535;
  • 开启高效传输模式:sendfile on; tcp_nopush on;
  1. HAProxy 优化
  • 调整最大并发连接:maxconn 10000;(根据服务器资源调整);
  • 优化健康检查频率:timeout check 5s(缩短检查间隔,快速发现故障节点);
  • 启用压缩:compression algo gzip; compression type text/html text/css;
3.3 监控与运维
  1. LVS 监控

ipvsadm -Ln # 查LVS连接状态和后端节点健康情况
  1. Nginx 监控
启用 Nginx 状态模块,编nginx.conf添加:


location /nginx_status {
stub_status on;
allow 192.168.1.0/24;
deny all;
}
访http://VIP/nginx_status查看连接数、请求数等指标;
  1. HAProxy 监控
启用 HAProxy 统计页面,编haproxy.cfg添加:


listen stats
bind *:1080
stats enable
stats uri /haproxy_stats
stats auth admin:admin123
访http://VIP:1080/haproxy_stats查看集群状态。
四、常见问题与解决方案
  1. LVS 后端节点无法访问
  • 检查后端节点 lo 接口是否绑定 VIP;
  • 确认内核 ARP 参数配置正确(arp_ignore=1arp_announce=2);
  1. Nginx 转发后后端节点获取不到真实 IP
  • 确保配置proxy_set_header X-Real-IPX-Forwarded-For
  • 后端应用需支持解析这些请求头;
  1. HAProxy 会话保持失效
  • 确认启ip_hash(Nginx)stick-table(HAProxy);
  • 避免后端节点数量变化(会导致哈希重新分配)。
五、总结
openEuler 系统凭借内核级优化和丰富的软件生态,为负载均衡提供了灵活多样的解决方案:LVS 适合高并发四层转发场景,Nginx 适合 Web 服务和 API 网关,HAProxy 适合复杂调度和 TCP 代理需求。在实际部署中,需根据业务并发量、协议类型、会话需求选择合适方案,并通过系统调优、服务配置优化提升性能与稳定性。同时,结合监控工具实现集群状态可视化,确保负载均衡系统的高可用运行。
随着 openEuler 生态的持续完善,其在企业级负载均衡领域的应用将更加广泛,为分布式系统提供更可靠的流量分发支撑。
【声明】本内容来自华为云开发者社区博主,不代表华为云及华为云开发者社区的观点和立场。转载时必须标注文章的来源(华为云社区)、文章链接、文章作者等基本信息,否则作者和本社区有权追究责任。如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容,欢迎发送邮件进行举报,并提供相关证据,一经查实,本社区将立刻删除涉嫌侵权内容,举报邮箱: cloudbbs@huaweicloud.com
  • 点赞
  • 收藏
  • 关注作者

评论(0

0/1000
抱歉,系统识别当前为高风险访问,暂不支持该操作

全部回复

上滑加载中

设置昵称

在此一键设置昵称,即可参与社区互动!

*长度不超过10个汉字或20个英文字符,设置后3个月内不可修改。

*长度不超过10个汉字或20个英文字符,设置后3个月内不可修改。