一、LVS

  1. 抗负载能力强。抗负载能力强、性能高,能达到F5硬件的60%;对内存和cpu资源消耗比较低
  2. 工作在网络4层,通过vrrp协议转发(仅作分发之用),具体的流量由linux内核处理,因此没有流量的产生。
  3. 稳定性、可靠性好,自身有完美的热备方案;(如:LVS+Keepalived)
  4. 应用范围比较广,可以对所有应用做负载均衡;
  5. 不支持正则处理,不能做动静分离。
  6. 支持负载均衡算法:rr(轮循)、wrr(带权轮循)、lc(最小连接)、wlc(权重最小连接)
  7. 配置复杂,对网络依赖比较大,稳定性很高。

LVS优缺点

  • 优点:
    • 负载能力强。工作在4层,内存、cpu消耗低
    • 配置低、减少人为错误
    • 应用面广,几乎可以为所有应用提供负载均衡
  • 缺点:
    • 不支持正则表达式,不能实现动静分离
    • 不支持url健康检查

二、Ngnix

  1. 工作在网络的7层之上,可以针对http应用做一些分流的策略,比如针对域名、目录结构;
  2. Nginx对网络的依赖比较小,理论上能ping通就就能进行负载功能;
  3. Nginx安装和配置比较简单,测试起来比较方便;
  4. 也可以承担高的负载压力且稳定,一般能支撑超过1万次的并发;
  5. 对后端服务器的健康检查,只支持通过端口来检测,不支持通过url来检测。
  6. Nginx对请求的异步处理可以帮助节点服务器减轻负载;
  7. Nginx仅能支持http、https和Email协议,这样就在适用范围较小。
  8. 不支持Session的直接保持,但能通过ip_hash来解决。、对Big request header的支持不是很好,
  9. 支持负载均衡算法:Round-robin(轮循)、Weight-round-robin(带权轮循)、Ip-hash(Ip哈希)
  10. Nginx还能做Web服务器即Cache功能。

nginx优缺点

  • 优点:
    • 工作在七层,
    • 正则表达式比HAproxy强大
    • 并发量可以达到几万次
    • nginx还可以作为web服务器使用
  • 缺点:
    • 仅支持http、https、mail协议,应用面小
    • 监控检查仅通过端口,无法使用url检查

三、HAProxy

  1. 支持两种代理模式:TCP(四层)和HTTP(七层),支持虚拟主机;
  2. 能够补充Nginx的一些缺点比如Session的保持,Cookie的引导等工作
  3. 支持url检测后端的服务器出问题的检测会有很好的帮助。
  4. 更多的负载均衡策略比如:动态加权轮循(Dynamic Round Robin),加权源地址哈希(Weighted Source Hash),加权URL哈希和加权参数哈希(Weighted Parameter Hash)已经实现
  5. 单纯从效率上来讲HAProxy更会比Nginx有更出色的负载均衡速度。
  6. HAProxy可以对Mysql进行负载均衡,对后端的DB节点进行检测和负载均衡。
  7. 支持负载均衡算法:Round-robin(轮循)、Weight-round-robin(带权轮循)、source(原地址保持)、RI(请求URL)、rdp-cookie(根据cookie)
  8. 不能做Web服务器即Cache。

haproxy优缺点

  • 优点:
    • 可以通过url进行健康检查
    • 效率、负载均衡速度、高于Nginx、低于lvs
    • HAproxy支持TCP,可以对mysql进行负载均衡
    • 调度算法丰富
  • 缺点:
    • 正则弱于Nginx
    • 日志依赖于syslogd,不支持apache日志

四、三大主流软件负载均衡器适用业务场景:

  1. 网站建设初期,可以选用Nigix/HAproxy作为反向代理负载均衡(或者流量不大都可以不选用负载均衡),因为其配置简单,性能也能满足一般的业务场景。如果考虑到负载均衡器是有单点问题,可以采用Nginx+Keepalived/HAproxy+Keepalived避免负载均衡器自身的单点问题。
  2. 网站并发达到一定程度之后,为了提高稳定性和转发效率,可以使用LVS、毕竟LVS比Nginx/HAproxy要更稳定,转发效率也更高。不过维护LVS对维护人员的要求也会更高,投入成本也更大。

注:Niginx与Haproxy比较:Niginx支持七层、用户量最大,稳定性比较可靠。Haproxy支持四层和七层,支持更多的负载均衡算法,支持session保存等。具体选型看使用场景,目前来说Haproxy由于弥补了一些Niginx的缺点用户量也不断在提升。

衡量负载均衡器好坏的几个重要因素:

  • 会话率 :单位时间内的处理的请求数
  • 会话并发能力:并发处理能力
  • 数据率:处理数据能力

经过官方测试统计,haproxy 单位时间处理的最大请求数为20000个,可以同时维护40000-50000个并发连接,最大数据处理能力为10Gbps。综合上述,haproxy是性能优越的负载均衡、反向代理服务器。

负载均衡能力:

  • LVS>HAproxy>Nginx
  • 不选择LVS原因:
    • 1.lvs不支持正则表达式,不能实现html网页和php网页分离
    • 2.不支持url健康检查
  • 不选nginx原因:
    • 1.应用面小,不可以对mysql进行负载均衡
    • 2.无法url检查

Nginx和LVS对比的总结

  • Nginx工作在网络的7层,所以它可以针对http应用本身来做分流策略,比如针对域名、目录结构等,相比之下LVS并不具备这样的功能,所以Nginx单凭这点可利用的场合就远多于LVS了;但Nginx有用的这些功能使其可调整度要高于LVS,所以经常要去触碰触碰,触碰多了,人为出问题的几率也就会大。
  • Nginx对网络稳定性的依赖较小,理论上只要ping得通,网页访问正常,Nginx就能连得通,这是Nginx的一大优势!Nginx同时还能区分内外网,如果是同时拥有内外网的节点,就相当于单机拥有了备份线路;LVS就比较依赖于网络环境,目前来看服务器在同一网段内并且LVS使用direct方式分流,效果较能得到保证。另外注意,LVS需要向托管商至少申请多一个ip来做Visual IP,貌似是不能用本身的IP来做VIP的。要做好LVS管理员,确实得跟进学习很多有关网络通信方面的知识,就不再是一个HTTP那么简单了。
  • Nginx安装和配置比较简单,测试起来也很方便,因为它基本能把错误用日志打印出来。LVS的安装和配置、测试就要花比较长的时间了;LVS对网络依赖比较大,很多时候不能配置成功都是因为网络问题而不是配置问题,出了问题要解决也相应的会麻烦得多。
  • Nginx也同样能承受很高负载且稳定,但负载度和稳定度差LVS还有几个等级:Nginx处理所有流量所以受限于机器IO和配置;本身的bug也还是难以避免的。
  • Nginx可以检测到服务器内部的故障,比如根据服务器处理网页返回的状态码、超时等等,并且会把返回错误的请求重新提交到另一个节点。目前LVS中 ldirectd也能支持针对服务器内部的情况来监控,但LVS的原理使其不能重发请求。比如用户正在上传一个文件,而处理该上传的节点刚好在上传过程中出现故障,Nginx会把上传切到另一台服务器重新处理,而LVS就直接断掉了,如果是上传一个很大的文件或者很重要的文件的话,用户可能会因此而恼火。
  • Nginx对请求的异步处理可以帮助节点服务器减轻负载,假如使用apache直接对外服务,那么出现很多的窄带链接时apache服务器将会占用大 量内存而不能释放,使用多一个Nginx做apache代理的话,这些窄带链接会被Nginx挡住,apache上就不会堆积过多的请求,这样就减少了相当多的资源占用。这点使用squid也有相同的作用,即使squid本身配置为不缓存,对apache还是有很大帮助的。
  • Nginx能支持http、https和email(email的功能比较少用),LVS所支持的应用在这点上会比Nginx更多。在使用上,一般最前端所采取的策略应是LVS,也就是DNS的指向应为LVS均衡器,LVS的优点令它非常适合做这个任务。重要的ip地址,最好交由LVS托管,比如数据库的 ip、webservice服务器的ip等等,这些ip地址随着时间推移,使用面会越来越大,如果更换ip则故障会接踵而至。所以将这些重要ip交给 LVS托管是最为稳妥的,这样做的唯一缺点是需要的VIP数量会比较多。Nginx可作为LVS节点机器使用,一是可以利用Nginx的功能,二是可以利用Nginx的性能。当然这一层面也可以直接使用squid,squid的功能方面就比Nginx弱不少了,性能上也有所逊色于Nginx。Nginx也可作为中层代理使用,这一层面Nginx基本上无对手,唯一可以撼动Nginx的就只有lighttpd了,不过lighttpd目前还没有能做到 Nginx完全的功能,配置也不那么清晰易读。另外,中层代理的IP也是重要的,所以中层代理也拥有一个VIP和LVS是最完美的方案了。具体的应用还得具体分析,如果是比较小的网站(日PV小于1000万),用Nginx就完全可以了,如果机器也不少,可以用DNS轮询,LVS所耗费的机器还是比较多的;大型网站或者重要的服务,机器不发愁的时候,要多多考虑利用LVS。

现在对网络负载均衡的使用是随着网站规模的提升根据不同的阶段来使用不同的技术

  • 第1阶段:利用Nginx或HAProxy进行单点的负载均衡,这一阶段服务器规模刚脱离开单服务器、单数据库的模式,需要一定的负载均衡,但是仍然规模较小没有专业的维护团队来进行维护,也没有需要进行大规模的网站部署。这样利用Nginx或HAproxy就是第一选择,此时这些东西上手快, 配置容易,在七层之上利用HTTP协议就可以。这时是第一选择。

  • 第2阶段:随着网络服务进一步扩大,这时单点的Nginx已经不能满足,这时使用LVS或者商用Array就是首要选择,Nginx此时就作为LVS或者Array的节点来使用,具体LVS或Array的是选择是根据公司规模和预算来选择,Array的应用交付功能非常强大,本人在某项目中使用过,性价比也远高于F5,商用首选!但是一般来说这阶段相关人才跟不上业务的提升,所以购买商业负载均衡已经成为了必经之路。

  • 第3阶段:这时网络服务已经成为主流产品,此时随着公司知名度也进一步扩展,相关人才的能力以及数量也随之提升,这时无论从开发适合自身产品的定制,以及降低成本来讲开源的LVS,已经成为首选,这时LVS会成为主流。最终形成比较理想的基本架构为:Array/LVS — Nginx/Haproxy — Squid/Varnish — AppServer

Copyright © suredandan 2018 all right reserved,powered by GitbookUpdateTime: 2020-04-09 16:35:45

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