浅谈几种常用负载均衡架构(2)

Load Balancer 层：位于整个集群系统的最前端，有一台或者多台负载调度器(Director Server)组成，LVS 模块就安装在 Director Server上，而 Director 的主要作用类似于一个路由器，它含有完成 LVS 功能所设定的路由表，通过这些路由表把用户的请求分发给 Server Array 层的应用服务器(Real Server)上。同时，在 Director Server 上还要安装对 Real Server 服务的监控模块 Ldirectord，此模块用于监测各个 Real Server 服务的健康状况。在 Real Server 不可用时把它从 LVS 路由表中剔除，恢复时重新加入。

Server Array 层：由一组实际运行应用服务的机器组成，Real Server 可以是 Web 服务器、Mail 服务器、FTP 服务器、DNS 服务器、视频服务器中的一个或者多个，每个 Real Server 之间通过高速的 LAN 或分布在各地的 WAN 相连接。在实际的应用中，Director Server 也可以同时兼任 Real Server 的角色。

Shared Storage 层：是为所有 Real Server 提供共享存储空间和内容一致性的存储区域，在物理上一般由磁盘阵列设备组成，为了提供内容的一致性，一般可以通过 NFS 网络文件系统共享数 据，但 NFS 在繁忙的业务系统中，性能并不是很好，此时可以采用集群文件系统，例如 Redhat 的 GFS 文件系统、Oracle 提供的 OCFS2 文件系统等。

从整个 LVS 结构可以看出，Director Server 是整个 LVS 的核心，目前用于 Director Server 的操作系统只能是 Linux 和 FreeBSD，Linux 2.6 内核不用任何设置就可以支持 LVS 功能，而 FreeBSD 作为 Director Server 的应用还不是很多，性能也不是很好。对于 Real Server，几乎可以是所有的系统平台，Linux、windows、Solaris、AIX、BSD 系列都能很好地支持。

2、Nginx

Nginx(发音同 engine x)是一个网页服务器，它能反向代理 HTTP、HTTPS,、SMTP、POP3、IMAP的协议链接，以及一个负载均衡器和一个HTTP缓存。

Nginx 主要用来做七层负载均衡。

并发性能：官方支持每秒 5 万并发，实际国内一般到每秒 2 万并发，有优化到每秒 10 万并发的。具体性能看应用场景。

特点：

• 模块化设计：良好的扩展性，可以通过模块方式进行功能扩展。
• 高可靠性：主控进程和 worker 是同步实现的，一个 worker 出现问题，会立刻启动另一个 worker。
• 内存消耗低：一万个长连接(keep-alive),仅消耗 2.5 MB 内存。
• 支持热部署：不用停止服务器，实现更新配置文件，更换日志文件、更新服务器程序版本。
• 并发能力强：官方数据每秒支持 5 万并发;
• 功能丰富：优秀的反向代理功能和灵活的负载均衡策略

Nginx 的基本工作模式

一个 master 进程，生成一个或者多个 worker 进程。但这里 master 是使用 root 身份启动的，因为 Nginx 要工作在 80 端口。而只有管理员才有权限启动小于低于 1023 的端口。master 主要是负责的作用只是启动 worker，加载配置文件，负责系统的平滑升级。其它的工作是交给 worker。那当 worker 被启动之后，也只是负责一些 web 最简单的工作，而其它的工作都是由 worker 中调用的模块来实现的。

模块之间是以流水线的方式实现功能的。流水线，指的是一个用户请求，由多个模块组合各自的功能依次实现完成的。比如：第一个模块只负责分析请求首部，第二个模块只负责查找数据，第三个模块只负责压缩数据，依次完成各自工作。来实现整个工作的完成。

它们是如何实现热部署的呢?是这样的，我们前面说 master 不负责具体的工作，而是调用 worker 工作，它只是负责读取配置文件，因此当一个模块修改或者配置文件发生变化，是由 master 进行读取，因此此时不会影响到 worker 工作。在 master 进行读取配置文件之后，不会立即把修改的配置文件告知 worker 。而是让被修改的 worker 继续使用老的配置文件工作，当 worker 工作完毕之后，直接当掉这个子进程，更换新的子进程，使用新的规则。

3、HAProxy

HAProxy 也是使用较多的一款负载均衡软件。HAProxy 提供高可用性、负载均衡以及基于 TCP 和 HTTP 应用的代理，支持虚拟主机，是免费、快速并且可靠的一种解决方案。特别适用于那些负载特大的 Web站点。运行模式使得它可以很简单安全的整合到当前的架构中，同时可以保护你的web服务器不被暴露到网络上。

HAProxy 是一个使用 C 语言编写的自由及开放源代码软件，其提供高可用性、负载均衡，以及基于 TCP 和 HTTP 的应用程序代理。

Haproxy 主要用来做七层负载均衡。

常见负载均衡算法

上面介绍负载均衡技术的时候提到过，负载均衡服务器在决定将请求转发到具体哪台真实服务器时，是通过负载均衡算法来实现的。负载均衡算法可以分为两类：静态负载均衡算法和动态负载均衡算法。

• 静态负载均衡算法包括：轮询、比率、优先权。
• 动态负载均衡算法包括：最少连接数、最快响应速度、观察方法、预测法、动态性能分配、动态服务器补充、服务质量、服务类型、规则模式。

轮询(Round Robin)：顺序循环将请求一次顺序循环地连接每个服务器。当其中某个服务器发生第二到第 7 层的故障，BIG-IP 就把其从顺序循环队列中拿出，不参加下一次的轮询，直到其恢复正常。

以轮询的方式依次请求调度不同的服务器;实现时，一般为服务器带上权重;这样有两个好处：针对服务器的性能差异可分配不同的负载;当需要将某个结点剔除时，只需要将其权重设置为0即可;

• 优点：实现简单、高效;易水平扩展
• 缺点：请求到目的结点的不确定，造成其无法适用于有写的场景(缓存，数据库写)
• 应用场景：数据库或应用服务层中只有读的场景

（编辑：ASP站长网）