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浅谈几种常用负载平衡架构

发布时间:2019-05-01 08:58:46 所属栏目:建站 来源:Kingreatwill
导读:什么是负载平衡(Load balancing) 在网站创建初期,我们一样平常都行使单台呆板对台提供齐集式处事,但跟着营业量越来越大,无论机能照旧不变性上都有了更大的挑衅。这时辰我们就会想到通过扩容的方法来提供更好的处事。我们一样平常会把多台呆板构成一个集群对外提
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浅谈几种常用负载平衡架构

什么是负载平衡(Load balancing)

在网站创建初期,我们一样平常都行使单台呆板对台提供齐集式处事,但跟着营业量越来越大,无论机能照旧不变性上都有了更大的挑衅。这时辰我们就会想到通过扩容的方法来提供更好的处事。我们一样平常会把多台呆板构成一个集群对外提供处事。然而,我们的网站对外提供的会见进口都是一个的,好比www.taobao.com。那么当用户在赏识器输入 www.taobao.com 的时辰怎样将用户的哀求分发到集群中差异的呆板上呢,这就是负载平衡在做的工作。

当前大大都的互联网体系都行使了处事器集群技能,集群即将沟通处事陈设在多台处事器上组成一个集群整体对外提供处事,这些集群可所以 Web 应用处事器集群,也可所以数据库处事器集群,还可所以漫衍式缓存处事器集群等。

在现实应用中,在 Web 处事器集群之前总会有一台负载平衡处事器,负载平衡装备的使命就是作为 Web 处事器流量的进口,挑选最吻合的一台 Web 处事器,将客户端的哀求转发给它处理赏罚,实现客户端到真实处事端的透明转发。

最近几年很火的「云计较」以及漫衍式架构,本质上也是将后端处事器作为计较资源、存储资源,由某台打点处事器封装成一个处事对外提供,客户端不必要体谅真正提供处事的是哪台呆板,在它看来,就仿佛它面临的是一台拥有近乎无穷手段的处事器,而本质上,真正提供处事的是后端的集群。

软件负载办理的两个焦点题目是:选谁、转发,个中最闻名的是 LVS(Linux Virtual Server)。

一个典范的互联网应用的拓扑布局是这样的:

负载平衡分类

此刻我们知道,负载平衡就是一种计较机收集技能,用来在多个计较机(计较机集群)、收集毗连、CPU、磁碟驱动器或其余资源平分派负载,以到达最佳化资源行使、最大化吞吐率、最小化相应时刻、同时停止过载的目标。那么,这种计较机技能的实现方法有多种。

大抵可以分为以下几种,个中最常用的是四层和七层负载平衡:

  • 二层负载平衡

负载平衡处事器对外依然提供一个 VIP(虚IP),集群中差异的呆板回收沟通 IP地点,但呆板的 MAC 地点纷歧样。当负载平衡处事器接管到哀求之后,通过改写报文的方针 MAC 地点的方法将哀求转发到方针呆板实现负载平衡。

  • 三层负载平衡

和二层负载平衡相同,负载平衡处事器对外依然提供一个 VIP(虚IP),但集群中差异的呆板回收差异的 IP 地点。当负载平衡处事器接管到哀求之后,按照差异的负载平衡算法,通过 IP 将哀求转发至差异的真实处事器。

  • 四层负载平衡

四层负载平衡事变在 OSI 模子的传输层,因为在传输层,只有 TCP/UDP 协议,这两种协议中除了包括源 IP、方针 IP 以外,还包括源端标语及目标端标语。四层负载平衡处事器在接管到客户端哀求后,往后通过修改数据包的地点信息( IP+端标语 )将流量转发到应用处事器。

  • 七层负载平衡

七层负载平衡事变在 OSI 模子的应用层,应用层协议较多,常用 HTTP、Radius、DNS 等。七层负载就可以基于这些协议来负载。这些应用层协议中会包括许多故意义的内容。好比统一个 Web 处事器的负载平衡,除了按照 IP 加端口举办负载外,还可按照七层的 URL、赏识器种别、说话来抉择是否要举办负载平衡。

图:四层和七层负载平衡

对付一样平常的应用来说,有了 Nginx 就够了。Nginx 可以用于七层负载平衡。可是对付一些大的网站,一样平常会回收 DNS+四层负载+七层负载的方法举办多条理负载平衡。

常用负载平衡器材

硬件负载平衡机能良好,成果全面,但价值昂贵,一样平常得当初期可能土豪级公司恒久行使。因此软件负载平衡在互联网规模大量行使。常用的软件负载平衡软件有 Nginx、LVS、HaProxy 等。

Nginx/LVS/HAProxy 是今朝行使最普及的三种负载平衡软件。

1、 LVS

LVS(Linux Virtual Server),也就是 Linux 假造处事器,是一个由章文嵩博士提倡的自由软件项目。行使 LVS 技能要到达的方针是:通过 LVS 提供的负载平衡技能和 Linux 操纵体系实现一个高机能、高可用的处事器聚集,它具有精采靠得住性、可扩展性和可操纵性。从而以低廉的本钱实现最优的处事机能。

LVS 首要用来做四层负载平衡。

LVS 架构

LVS 架设的处事器集群体系由三个部门构成:最前端的负载平衡层(Loader Balancer),中间的处事器群组层,用 Server Array 暗示,最底层的数据共享存储层,用 Shared Storage 暗示。在用户看来全部的应用都是透明的,用户只是在行使一个假造处事器提供的高机能处事。


LVS 的各个条理的具体先容:

(编辑:河北网)

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