常用负载均衡技术

基于四层交换技术的负载均衡：

基于四层交换技术的负载均衡 ---- 这种技术是在第四层交换机上设置Web服务的虚拟IP地址，这个虚拟IP地址是DNS服务器中解析到的Web服务器的IP地址，对客户端是可见的。

当客户访问此Web应用时，客户端的Http请求会先被第四层交换机接收到，它将基于第四层交换技术实时检测后台Web服务器的负载，根据设定的算法进行快速交换。常见的算法有轮询、加权、最少连接、随机和响应时间等。

基于七层交换技术的负载均衡：

基于七层交换技术的负载均衡 ---- 基于第七层交换的负载均衡技术主要用于实现Web应用的负载平衡和服务质量保证。

第七层交换机不仅能检查 TCP/IP数据包的TCP和UDP端口号，从而转发给后台的某台服务器来处理，而且能从会话层以上来分析Http请求的URL，根据URL的不同将不同的Http请求交给不同的服务器来处理(可以具体到某一类文件，直至某一个文件)，甚至同一个URL请求可以让多个服务器来响应以分担负载(当客户访问某一个URL，发起Http请求时，它实际上要与服务器建立多个会话连接，得到多个对象，例如.txt/.gif/.jpg文档，当这些对象都下载到本地后，才组成一个完整的页面)。

DNS负载均衡：

DNS负载均衡技术是最早的负载均衡解决方案，它是通过DNS服务中的随机名字解析来实现的，在DNS服务器中，可以为多个不同的地址配置同一个名字，而最终查询这个名字的客户机将在解析这个名字时得到其中的一个地址。因此，对于同一个名字，不同的客户机会得到不同的地址，它们也就访问不同地址上的Web 服务器，从而达到负载均衡的目的.

首先这种方案不是真正意义上的负载均衡，DNS 服务器将Http请求平均地分配到后台的Web服务器上，而不考虑每个Web服务器当前的负载情况；如果后台的Web服务器的配置和处理能力不同，最慢的 Web服务器将成为系统的瓶颈，处理能力强的服务器不能充分发挥作用.

其次未考虑容错，如果后台的某台Web服务器出现故障，DNS服务器仍然会把DNS 请求分配到这台故障服务器上，导致不能响应客户端.

反向代理负载均衡：

使用代理服务器可以将请求转发给内部的Web服务器。比如apache，nginx，squid等服务器均支持反向代理。

但是，对于连接请求数量非常大的时候，代理服务器的负载也会非常之大，在最后反向代理服务器会成为服务的瓶颈。

LVS：
   LVS是Linux Virtual Server的简写，意即Linux虚拟服务器，是一个虚拟的服务器集群系统。
   本项目在1998年5月由章文嵩博士成立，是中国国内最早出现的自由软件项目之一。目前有三种IP负载均衡技术（VS/NAT、VS/TUN和VS/DR）；
   支持十种调度算法（rrr|wrr|lc|wlc|lblc|lblcr|dh|sh|sed|nq）。
   三种负载均衡技术介绍如下：
1.Virtual Server via Network Address Translation（VS/NAT）
   通过网络地址转换，调度器重写请求报文的目标地址，根据预设的调度算法，将请求分派给后端的真实服务器；真实服务器的响应报文通过调度器时，报文的源地址被重写，再返回给客户，完成整个负载调度过程。
2.Virtual Server via IP Tunneling（VS/TUN）
   采用NAT技术时，由于请求和响应报文都必须经过调度器地址重写，当客户请求越来越多时，调度器的处理能力将成为瓶颈。
   为了解决这个问题，调度器把请求报文通过IP隧道转发至真实服务器，而真实服务器将响应直接返回给客户，所以调度器只处理请求报文。
   由于一般网络服务应答比请求报文大许多，采用 VS/TUN技术后，集群系统的最大吞吐量可以提高10倍。
3.Virtual Server via Direct Routing（VS/DR）
VS/DR通过改写请求报文的MAC地址，将请求发送到真实服务器，而真实服务器将响应直接返回给客户。同VS/TUN技术一样，VS/DR技术可极大地提高集群系统的伸缩性。
这种方法没有IP隧道的开销，对集群中的真实服务器也没有必须支持IP隧道协议的要求，但是要求调度器与真实服务器都有一块网卡连在同一物理网段上。

分类　　　　　　　　　VS/NAT　　　　 VS/TUN　　　　　VS/DR

服务器操作系统　　　　任意　　　　　　支持隧道　　　　   多数(支持Non-arp )

服务器网络　　　　　　私有网络　　　　局域网/广域网　　局域网

服务器数目(100M网络)   10-20　　　100　　　　　　　多(100)

服务器网关　　　　　　负载均衡器　　　自己的路由　　　   自己的路由

效率　　　　　　　　　一般　　　　　　高　　　　　　　   最高

Haproxy：
   HAProxy提供高可用性、负载均衡以及基于TCP和HTTP应用的代理，它是免费、快速并且可靠的一种解决方案。
   HAProxy特别适用于那些负载特大的web站点，这些站点通常又需要会话保持或七层处理。
   HAProxy运行在当前的硬件上，完全可以支持数以万计的并发连接。并且它的运行模式使得它可以很简单安全的整合进您当前的架构中，同时可以保护你的web服务器不被暴露到网络上。
优点:支持session保持，同时支持通过获取指定的url来检测后端服务器的状态。支持tcp模式的负载均衡。比如可以给mysql的从服务器集群和邮件服务器做负载均衡。
缺点：不支持虚拟主机。

Nginx负载均衡
优点:性能好，可以负载超过2万的并发。
       功能多，除了负载均衡，还能作Web服务器，而且可以通过Geo模块来实现流量分配。
       社区活跃，第三方补丁和模块很多。
       支持gzip proxy。
缺点:
      不支持session保持。
       对后端realserver的健康检查功能效果不好。而且只支持通过端口来检测，不支持通过url来检测。
        nginx对big request header的支持不是很好，如果client_header_buffer_size设置的比较小，就会返回400bad request页面。
nginx负载均衡配置参考：
upstream bakend{#定义负载均衡设备的Ip及设备状态
ip_hash;
    server 127.0.0.1:9090 down;
    server 127.0.0.1:8080 weight=2;
    server 127.0.0.1:6060;
    server 127.0.0.1:7070 backup;
}
proxy_pass http://bakend/;
每个设备的状态可以设置为:
1.down 表示单前的server暂时不参与负载
2.weight 默认为1.weight越大，负载的权重就越大。
3.max_fails ：允许请求失败的次数默认为1.当超过最大次数时，返回proxy_next_upstream 模块定义的错误
4.fail_timeout:max_fails次失败后，暂停的时间。
5.backup：其它所有的非backup机器down或者忙的时候，请求backup机器。所以这台机器压力会最轻。

ITPub博客

负载均衡学习-02（常用负载均衡技术）

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