建站
咨詢
售后
建站咨詢
新聞中心
當(dāng)前大多數(shù)的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)都使用了服務(wù)器集群技術(shù)，集群是將相同服務(wù)部署在多臺(tái)服務(wù)器上構(gòu)成一個(gè)集群整體對(duì)外提供服務(wù)，這些集群可以是 Web 應(yīng)用服務(wù)器集群，也可以是數(shù)據(jù)庫服務(wù)器集群，還可以是分布式緩存服務(wù)器集群等等。
創(chuàng)新互聯(lián)是少有的成都網(wǎng)站設(shè)計(jì)、網(wǎng)站建設(shè)、外貿(mào)網(wǎng)站建設(shè)、營銷型企業(yè)網(wǎng)站、微信小程序定制開發(fā)、手機(jī)APP,開發(fā)、制作、設(shè)計(jì)、友情鏈接、推廣優(yōu)化一站式服務(wù)網(wǎng)絡(luò)公司,成立與2013年,堅(jiān)持透明化,價(jià)格低,無套路經(jīng)營理念。讓網(wǎng)頁驚喜每一位訪客多年來深受用戶好評(píng)
在實(shí)際應(yīng)用中，在 Web 服務(wù)器集群之前總會(huì)有一臺(tái)負(fù)載均衡服務(wù)器，負(fù)載均衡設(shè)備的任務(wù)就是作為 Web 服務(wù)器流量的入口，挑選最合適的一臺(tái) Web 服務(wù)器，將客戶端的請求轉(zhuǎn)發(fā)給它處理，實(shí)現(xiàn)客戶端到真實(shí)服務(wù)端的透明轉(zhuǎn)發(fā)。最近幾年很火的「云計(jì)算」以及分布式架構(gòu)，本質(zhì)上也是將后端服務(wù)器作為計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源，由某臺(tái)管理服務(wù)器封裝成一個(gè)服務(wù)對(duì)外提供，客戶端不需要關(guān)心真正提供服務(wù)的是哪臺(tái)機(jī)器，在它看來，就好像它面對(duì)的是一臺(tái)擁有近乎無限能力的服務(wù)器，而本質(zhì)上，真正提供服務(wù)的，是后端的集群。LVS、Nginx、HAProxy 是目前使用最廣泛的三種軟件負(fù)載均衡軟件。一般對(duì)負(fù)載均衡的使用是隨著網(wǎng)站規(guī)模的提升根據(jù)不同的階段來使用不同的技術(shù)。具體的應(yīng)用需求還得具體分析，如果是中小型的 Web 應(yīng)用，比如日 PV 小于1000萬，用 Nginx 就完全可以了；如果機(jī)器不少，可以用 DNS 輪詢，LVS 所耗費(fèi)的機(jī)器還是比較多的；大型網(wǎng)站或重要的服務(wù)，且服務(wù)器比較多時(shí)，可以考慮用 LVS。目前關(guān)于網(wǎng)站架構(gòu)一般比較合理流行的架構(gòu)方案：Web 前端采用 Nginx/HAProxy+Keepalived 作負(fù)載均衡器；后端采用 MySQ L數(shù)據(jù)庫一主多從和讀寫分離，采用 LVS+Keepalived 的架構(gòu)。
LVS
LVS 是 Linux Virtual Server 的簡稱，也就是 Linux 虛擬服務(wù)器?，F(xiàn)在 LVS 已經(jīng)是 Linux 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核的一部分，從 Linux2.4 內(nèi)核以后，已經(jīng)完全內(nèi)置了 LVS 的各個(gè)功能模塊，無需給內(nèi)核打任何補(bǔ)丁，可以直接使用 LVS 提供的各種功能。
LVS 自從1998年開始，發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)是一個(gè)比較成熟的技術(shù)項(xiàng)目了。
LVS的體系結(jié)構(gòu)
LVS 架設(shè)的服務(wù)器集群系統(tǒng)有三個(gè)部分組成：
(1) 最前端的負(fù)載均衡層，用 Load Balancer 表示。
(2) 中間的服務(wù)器集群層，用 Server Array 表示。
(3) 最底端的數(shù)據(jù)共享存儲(chǔ)層，用 Shared Storage 表示。
LVS 負(fù)載均衡機(jī)制
LVS 不像 HAProxy 等七層軟負(fù)載面向的是 HTTP 包，所以七層負(fù)載可以做的 URL 解析等工作，LVS 無法完成。
LVS 是四層負(fù)載均衡，也就是說建立在 OSI 模型的第四層——傳輸層之上，傳輸層上有我們熟悉的 TCP/UDP，LVS 支持 TCP/UDP 的負(fù)載均衡。因?yàn)?LVS 是四層負(fù)載均衡，因此它相對(duì)于其它高層負(fù)載均衡的解決辦法，比如 DNS 域名輪流解析、應(yīng)用層負(fù)載的調(diào)度、客戶端的調(diào)度等，它的效率是非常高的。
所謂四層負(fù)載均衡 ，也就是主要通過報(bào)文中的目標(biāo)地址和端口。七層負(fù)載均衡 ，也稱為“內(nèi)容交換”，也就是主要通過報(bào)文中的真正有意義的應(yīng)用層內(nèi)容。
LVS 的轉(zhuǎn)發(fā)主要通過修改 IP 地址（NAT 模式，分為源地址修改 SNAT 和目標(biāo)地址修改 DNAT）、修改目標(biāo) MAC（DR 模式）來實(shí)現(xiàn)。
NAT 模式：網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換
NAT（Network Address Translation）是一種外網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)地址映射的技術(shù)。
NAT 模式下，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報(bào)的進(jìn)出都要經(jīng)過 LVS 的處理。LVS 需要作為 RS（真實(shí)服務(wù)器）的網(wǎng)關(guān)。
當(dāng)包到達(dá) LVS 時(shí)，LVS 做目標(biāo)地址轉(zhuǎn)換（DNAT），將目標(biāo) IP 改為 RS 的 IP。RS 接收到包以后，仿佛是客戶端直接發(fā)給它的一樣。RS 處理完，返回響應(yīng)時(shí)，源 IP 是 RS IP，目標(biāo) IP 是客戶端的 IP。這時(shí) RS 的包通過網(wǎng)關(guān)（LVS）中轉(zhuǎn)，LVS 會(huì)做源地址轉(zhuǎn)換（SNAT），將包的源地址改為 VIP，這樣，這個(gè)包對(duì)客戶端看起來就仿佛是 LVS 直接返回給它的。
DR 模式：直接路由
DR 模式下需要 LVS 和 RS 集群綁定同一個(gè) VIP（RS 通過將 VIP 綁定在 loopback 實(shí)現(xiàn)），但與 NAT 的不同點(diǎn)在于：請求由 LVS 接受，由真實(shí)提供服務(wù)的服務(wù)器（RealServer，RS）直接返回給用戶，返回的時(shí)候不經(jīng)過 LVS。
詳細(xì)來看，一個(gè)請求過來時(shí)，LVS 只需要將網(wǎng)絡(luò)幀的 MAC 地址修改為某一臺(tái) RS 的 MAC，該包就會(huì)被轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的 RS 處理，注意此時(shí)的源 IP 和目標(biāo) IP 都沒變，LVS 只是做了一下移花接木。RS 收到 LVS 轉(zhuǎn)發(fā)來的包時(shí)，鏈路層發(fā)現(xiàn) MAC 是自己的，到上面的網(wǎng)絡(luò)層，發(fā)現(xiàn) IP 也是自己的，于是這個(gè)包被合法地接受，RS 感知不到前面有 LVS 的存在。而當(dāng) RS 返回響應(yīng)時(shí)，只要直接向源 IP（即用戶的 IP）返回即可，不再經(jīng)過 LVS。
你真的掌握 LVS、Nginx 及 HAProxy 的工作原理嗎?你真的掌握 LVS、Nginx 及 HAProxy 的工作原理嗎?
DR 負(fù)載均衡模式數(shù)據(jù)分發(fā)過程中不修改 IP 地址，只修改 mac 地址，由于實(shí)際處理請求的真實(shí)物理 IP 地址和數(shù)據(jù)請求目的 IP 地址一致，所以不需要通過負(fù)載均衡服務(wù)器進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換，可將響應(yīng)數(shù)據(jù)包直接返回給用戶瀏覽器，避免負(fù)載均衡服務(wù)器網(wǎng)卡帶寬成為瓶頸。因此，DR 模式具有較好的性能，也是目前大型網(wǎng)站使用最廣泛的一種負(fù)載均衡手段。
LVS的優(yōu)點(diǎn)
LVS的缺點(diǎn)
Nginx
Nginx 是一個(gè)強(qiáng)大的 Web 服務(wù)器軟件，用于處理高并發(fā)的 HTTP 請求和作為反向代理服務(wù)器做負(fù)載均衡。具有高性能、輕量級(jí)、內(nèi)存消耗少，強(qiáng)大的負(fù)載均衡能力等優(yōu)勢。
Nignx 的架構(gòu)設(shè)計(jì)
相對(duì)于傳統(tǒng)基于進(jìn)程或線程的模型（Apache就采用這種模型）在處理并發(fā)連接時(shí)會(huì)為每一個(gè)連接建立一個(gè)單獨(dú)的進(jìn)程或線程，且在網(wǎng)絡(luò)或者輸入/輸出操作時(shí)阻塞。這將導(dǎo)致內(nèi)存和 CPU 的大量消耗，因?yàn)樾缕鹨粋€(gè)單獨(dú)的進(jìn)程或線程需要準(zhǔn)備新的運(yùn)行時(shí)環(huán)境，包括堆和棧內(nèi)存的分配，以及新的執(zhí)行上下文，當(dāng)然，這些也會(huì)導(dǎo)致多余的 CPU 開銷。最終，會(huì)由于過多的上下文切換而導(dǎo)致服務(wù)器性能變差。反過來，Nginx 的架構(gòu)設(shè)計(jì)是采用模塊化的、基于事件驅(qū)動(dòng)、異步、單線程且非阻塞。
Nginx 大量使用多路復(fù)用和事件通知，Nginx 啟動(dòng)以后，會(huì)在系統(tǒng)中以 daemon 的方式在后臺(tái)運(yùn)行，其中包括一個(gè) master 進(jìn)程，n(n>=1) 個(gè) worker 進(jìn)程。所有的進(jìn)程都是單線程（即只有一個(gè)主線程）的，且進(jìn)程間通信主要使用共享內(nèi)存的方式。
其中，master 進(jìn)程用于接收來自外界的信號(hào)，并給 worker 進(jìn)程發(fā)送信號(hào)，同時(shí)監(jiān)控 worker 進(jìn)程的工作狀態(tài)。worker 進(jìn)程則是外部請求真正的處理者，每個(gè) worker 請求相互獨(dú)立且平等的競爭來自客戶端的請求。請求只能在一個(gè) worker 進(jìn)程中被處理，且一個(gè) worker 進(jìn)程只有一個(gè)主線程，所以同時(shí)只能處理一個(gè)請求。（原理同 Netty 很像）
你真的掌握 LVS、Nginx 及 HAProxy 的工作原理嗎?你真的掌握 LVS、Nginx 及 HAProxy 的工作原理嗎?
Nginx 負(fù)載均衡
Nginx 負(fù)載均衡主要是對(duì)七層網(wǎng)絡(luò)通信模型中的第七層應(yīng)用層上的 http、https 進(jìn)行支持。
Nginx 是以反向代理的方式進(jìn)行負(fù)載均衡的。反向代理（Reverse Proxy）方式是指以代理服務(wù)器來接受 Internet 上的連接請求，然后將請求轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器，并將從服務(wù)器上得到的結(jié)果返回給 Internet 上請求連接的客戶端，此時(shí)代理服務(wù)器對(duì)外就表現(xiàn)為一個(gè)服務(wù)器。
Nginx 實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡的分配策略有很多，Nginx 的 upstream 目前支持以下幾種方式：
Nginx 的優(yōu)點(diǎn)
Nginx 的缺點(diǎn)
HAProxy
HAProxy 支持兩種代理模式 TCP（四層）和HTTP（七層），也是支持虛擬主機(jī)的。
HAProxy 的優(yōu)點(diǎn)能夠補(bǔ)充 Nginx 的一些缺點(diǎn)，比如支持 Session 的保持，Cookie 的引導(dǎo)；同時(shí)支持通過獲取指定的 url 來檢測后端服務(wù)器的狀態(tài)。
HAProxy 跟 LVS 類似，本身就只是一款負(fù)載均衡軟件；單純從效率上來講 HAProxy 會(huì)比 Nginx 有更出色的負(fù)載均衡速度，在并發(fā)處理上也是優(yōu)于 Nginx 的。
HAProxy 支持 TCP 協(xié)議的負(fù)載均衡轉(zhuǎn)發(fā)，可以對(duì) MySQL 讀進(jìn)行負(fù)載均衡，對(duì)后端的 MySQL 節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢測和負(fù)載均衡，大家可以用 LVS+Keepalived 對(duì) MySQL 主從做負(fù)載均衡。
HAProxy 負(fù)載均衡策略非常多：Round-robin（輪循）、Weight-round-robin（帶權(quán)輪循）、source（原地址保持）、RI（請求URL）、rdp-cookie（根據(jù)cookie）。
標(biāo)題名稱：詳解LVS、Nginx及HAProxy工作原理
網(wǎng)頁鏈接：http://m.fisionsoft.com.cn/article/coohocc.html
