聊聊负载均衡

Posted 2021-04-15 杂心谈

开源软件负载均衡器

    现在常用的三大开源软件负载均衡器分别是nginx、LVS、Haproxy。根据自己的理解和使用经验, 再简单说下这三个负载均衡软件各自特点：

LVS负载均衡的特点

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。

 

Ngnix负载均衡的特点

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；

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。

 

HAProxy负载均衡的特点

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。

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。

10) 不能做Web服务器即Cache。

 这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。

 需要注意的是Nginx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的缺点致使其用户量也不断在提升。

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衡量负载均衡器好坏的几个重要因素

1) 会话率 :单位时间内的处理的请求数

2) 会话并发能力:并发处理能力

3) 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。

 

负载均衡的基本类型

无负载均衡

   简单的无负载均衡Web应用环境, 用户会直接接入Web服务器。如果单一Web服务器发生故障，用户将无法接入该服务器。另外，如果多位用户同时访问该服务器，且其无法处理该负载，则可能出现响应缓慢或者无法接入的情况。

四层负载均衡

   最为简单的负载均衡方式，将网络流量引导至多台服务器以使用四层（即传输层）负载均衡。这种方式会根据IP范围与端口进行用户流量转发

七层负载均衡

另一种更为复杂的负载均衡方式，网络流量使用7层（即应用层）负载均衡。使用7层意味着负载均衡器能够根据用户的请求内容将请求转发至不同后端服务器。这种方式允许大家在同一域名及端口上运行多套Web应用服务器。