一文详解 LVS、Nginx 及 HAProxy 事变道理

当前大大都的互联网体系都行使了处事器集群技能，集群是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。

LVS、Nginx、HAProxy 是今朝行使最普及的三种软件负载平衡软件。

一样平常对负载平衡的行使是跟着网站局限的晋升按照差异的阶段来行使差异的技能。详细的应用需求还得详细说明，假如是中小型的 Web 应用，好比日 PV 小于1000万，用 Nginx 就完全可以了;假如呆板不少，，可以用 DNS 轮询，LVS 所淹灭的呆板照旧较量多的;大型网站或重要的处事，且处事器较量多时，可以思量用 LVS。

今朝关于网站架构一样平常较量公道风行的架构方案：Web 前端回收 Nginx/HAProxy+Keepalived 作负载平衡器;后端回收 MySQ L数据库一主多从和读写疏散，回收 LVS+Keepalived 的架构。

LVS

LVS 是 Linux Virtual Server 的简称，也就是 Linux 假造处事器。此刻 LVS 已经是 Linux 尺度内核的一部门，从 Linux2.4 内核往后，已经完全内置了 LVS 的各个成果模块，无需给内核打任何补丁，可以直接行使 LVS 提供的各类成果。

LVS 自从1998年开始，成长到此刻已经是一个较量成熟的技能项目了。

LVS 的系统布局

LVS 架设的处事器集群体系有三个部门构成：

(1) 最前端的负载平衡层，用 Load Balancer 暗示

(2) 中间的处事器集群层，用 Server Array 暗示

(3) 最底端的数据共享存储层，用 Shared Storage 暗示

LVS 负载平衡机制

LVS 不像 HAProxy 等七层软负载面向的是 HTTP 包，以是七层负载可以做的 URL 理会等事变，LVS 无法完成。

LVS 是四层负载平衡，也就是说成立在 OSI 模子的第四层——传输层之上，传输层上有我们认识的 TCP/UDP，LVS 支持 TCP/UDP 的负载平衡。由于 LVS 是四层负载平衡，因此它相对付其余高层负载平衡的办理步伐，好比 DNS 域名轮番理会、应用层负载的调治、客户端的调治等，它的服从长短常高的。

所谓四层负载平衡 ，也就是首要通过报文中的方针地点和端口。七层负载平衡 ，也称为“内容互换”，也就是首要通过报文中的真正故意义的应用层内容。

LVS 的转发首要通过修改 IP 地点(NAT 模式，分为源地点修改 SNAT 和方针地点修改 DNAT)、修改方针 MAC(DR 模式)来实现。

NAT 模式：收集地点转换

NAT(Network Address Translation)是一种外网和内网地点映射的技能。

NAT 模式下，收集数据报的收支都要颠末 LVS 的处理赏罚。LVS 必要作为 RS(真实处事器)的网关。

当包达到 LVS 时，LVS 做方针地点转换(DNAT)，将方针 IP 改为 RS 的 IP。RS 吸取到包往后，似乎是客户端直接发给它的一样。RS 处理赏罚完，返反相应时，源 IP 是 RS IP，方针 IP 是客户端的 IP。这时 RS 的包通过网关(LVS)中转，LVS 会做源地点转换(SNAT)，将包的源地点改为 VIP，这样，这个包对客户端看起来就似乎是 LVS 直接返回给它的。

DR 模式：直接路由

DR 模式下必要 LVS 和 RS 集群绑定统一个 VIP(RS 通过将 VIP 绑定在 loopback 实现)，但与 NAT 的差异点在于：哀求由 LVS 接管，由真实提供处事的处事器(RealServer，RS)直接返回给用户，返回的时辰不颠末 LVS。

具体来看，一个哀求过来时，LVS 只必要将收集帧的 MAC 地点修改为某一台 RS 的 MAC，该包就会被转发到响应的 RS 处理赏罚，留意此时的源 IP 和方针 IP 都没变，LVS 只是做了一下移花接木。RS 收到 LVS 转发来的包时，链路层发明 MAC 是本身的，到上面的收集层，发明 IP 也是本身的，于是这个包被正当地接管，RS 感知不到前面有 LVS 的存在。而当 RS 返反相应时，只要直接向源 IP(即用户的 IP)返回即可，不再颠末 LVS。

DR 负载平衡模式数据分发进程中不修改 IP 地点，只修改 mac 地点，因为现实处理赏罚哀求的真实物理 IP 地点和数据哀求目标 IP 地点同等，以是不必要通过负载平衡处事器举办地点转换，可将相应数据包直接返回给用户赏识器，停止负载平衡处事器网卡带宽成为瓶颈。因此，DR 模式具有较好的机能，也是今朝大型网站行使最普及的一种负载平衡本领。

（编辑：河北网）

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