搭建負載均衡高可用環境相對簡單,主要是要理解其中原理。此文描述了三種負載均衡器的優缺點,以便在實際的生產應用中,按需求取舍。
目前,在線上環境中應用較多的負載均衡器硬件有F5 BIG-IP,軟件有LVS,Nginx及HAProxy,高可用軟件有Heartbeat、Keepalived,成熟的架構有LVS+Keepalived、Nginx+Keepalived、HAProxy+keepalived及DRBD+Heartbeat.三種負載均衡器的優缺點說明如下:LVS的優點:1、抗負載能力強、工作在第4層僅作分發之用,沒有流量的產生,這個特點也決定了它在負載均衡軟件里的性能最強的;無流量,同時保證了均衡器IO的性能不會受到大流量的影響;2、工作穩定,自身有完整的雙機熱備方案,如LVS+Keepalived和LVS+Heartbeat;3、應用范圍比較廣,可以對所有應用做負載均衡;4、配置性比較低,這是一個缺點也是一個優點,因為沒有可太多配置的東西,所以并不需要太多接觸,大大減少了人為出錯的幾率;LVS的缺點:1、軟件本身不支持正則處理,不能做動靜分離,這就凸顯了Nginx/HAProxy+Keepalived的優勢。2、如果網站應用比較龐大,LVS/DR+Keepalived就比較復雜了,特別是后面有Windows Server應用的機器,實施及配置還有維護過程就比較麻煩,相對而言,Nginx/HAProxy+Keepalived就簡單多了。#############################################################
1. LVS/DR如何處理請求報文的,會修改IP包內容嗎?
1.1 vs/dr本身不會關心IP層以上的信息,即使是端口號也是tcp/ip協議棧去判斷是否正確,vs/dr本身主要做這么幾個事:
1)接收client的請求,根據你設定的負載均衡算法選取一臺realserver的ip;
2)以選取的這個ip對應的mac地址作為目標mac,然后重新將IP包封裝成幀轉發給這臺RS;
3)在hash table中記錄連接信息。
vs/dr做的事情很少,也很簡單,所以它的效率很高,不比硬件負載均衡設備差多少。
數據包、數據幀的大致流向是這樣的:client --> VS --> RS --> client
1.2 前面已作了回答,vs/dr不會修改IP包的內容.
2. RealServer為什么要在lo接口上配置VIP?在出口網卡上配置VIP可以嗎?
2.1 既然要讓RS能夠處理目標地址為vip的IP包,首先必須要讓RS能接收到這個包。
在lo上配置vip能夠完成接收包并將結果返回client。
2.2 答案是不可以將VIP設置在出口網卡上,否則會響應客戶端的arp request,造成client/gateway arp table紊亂,以至于整個load balance都不能正常工作。
3. RealServer為什么要抑制arp幀?
這個問題在上一問題中已經作了說明,這里結合實施命令進一步闡述。我們在具體實施部署的時候都會作如下調整:
echo"1">/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo"2">/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo"1">/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo"2">/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
我相信很多人都不會弄懂它們的作用是什么,只知道一定得有。我這里也不打算拿出來詳細討論,只是作幾點說明,就當是補充吧。
3.1
echo"1">/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo"2">/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
這兩條是可以不用的,因為arp對邏輯接口沒有意義。
3.2 如果你的RS的外部網絡接口是eth0,那么
echo"1">/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo"2">/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
其實真正要執行的是:
echo"1">/proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/arp_ignore
echo"2">/proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/arp_announce
所以我個人建議把上面兩條也加到你的腳本里去,因為萬一系統里上面兩條默認的值不是0,那有可能是會出問題滴。
4. LVS/DR load balancer(director)與RS為什么要在同一網段中?
從第一個問題中大家應該明白vs/dr是如何將請求轉發給RS的了吧?它是在數據鏈路層來實現的,所以director必須和RS在同一網段里面。
5. 為什么director上lo接口除了VIP另外還要在eth0配一個ip(即DIP)?
5.1 如果是用了keepalived等工具做HA或者Load Balance,則在健康檢查時需要用到DIP。
5.2 沒有健康檢查機制的HA或者Load Balance則沒有存在的實際意義。
6. LVS/DR ip_forward需要開啟嗎?
不需要。因為director跟realserver是同一個網段,無需開啟轉發。
7. director的vip的netmask一定要是255.255.255.255嗎?
lvs/dr里,director的vip的netmask 沒必要設置為255.255.255.255,也不需要再去
routeadd-host$VIPdeveth0:0
director的vip本來就是要像正常的ip地址一樣對外通告的,不要搞得這么特殊.
8. LVS/DR如何進行tcp的三次握手?
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Nginx的優點:1、工作在OSI第7層,可以針對http應用做一些分流的策略。比如針對域名、目錄結構。它的正則比HAProxy更為強大和靈活;2、Nginx對網絡的依賴非常小,理論上能ping通就就能進行負載功能,這個也是它的優勢所在;3、Nginx安裝和配置比較簡單,測試起來比較方便;4、可以承擔高的負載壓力且穩定,一般能支撐超過幾萬次的并發量;5、Nginx可以通過端口檢測到服務器內部的故障,比如根據服務器處理網頁返回的狀態碼、超時等等,并且會把返回錯誤的請求重新提交到另一個節點;6、Nginx不僅僅是一款優秀的負載均衡器/反向代理軟件,它同時也是功能強大的Web應用服務器。LNMP現在也是非常流行的web環境,大有和LAMP環境分庭抗禮之勢,Nginx在處理靜態頁面、特別是抗高并發方面相對apache有優勢;7、Nginx現在作為Web反向加速緩存越來越成熟了,速度比傳統的Squid服務器更快,有需求的朋友可以考慮用其作為反向代理加速器;
Nginx的缺點:1、Nginx不支持url來檢測。2、Nginx僅能支持http和Email,這個它的弱勢。3、Nginx的Session的保持,Cookie的引導能力相對欠缺。HAProxy的優點:1、HAProxy是支持虛擬主機的,可以工作在4、7層(支持多網段);2、能夠補充Nginx的一些缺點比如Session的保持,Cookie的引導等工作;3、支持url檢測后端的服務器;4、它跟LVS一樣,本身僅僅就只是一款負載均衡軟件;單純從效率上來講HAProxy更會比Nginx有更出色的負載均衡速度,在并發處理上也是優于Nginx的;5、HAProxy可以對Mysql讀進行負載均衡,對后端的MySQL節點進行檢測和負載均衡,不過在后端的MySQL slaves數量超過10臺時性能不如LVS;6、HAProxy的算法較多,達到8種;
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