软件负载均衡解决方案

软件负载均衡解决方案

在应用具备一定规模后,为了提高性能,同时考虑应用的该可用,需要使用负载均衡技术。负载均衡主要分两种:一种是通过硬件来进行,常见的硬件有比较昂贵的F5Array等商用的负载均衡器,它的优点就是有专业的维护团队来对这些服务进行维护、缺点就是花销太大;另外一种就是类似于Nginx/LVS/HAProxy的基于 Linux的开源免费的负载均衡软件,这些都是通过软件级别来实现。

随着云计算、软件定义数据中心的发展,传统封闭的专用负载均衡设备已经无法适应数据中心的变化,故采取软件的方式构建负载均衡系统更为灵活、便捷,更能满足软件定义网络的需求。

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1.负载均衡软件优劣分析

1.1.LVS分析

LVS的优点是:

(1)     抗负载能力强、是工作在网络4层之上仅作分发之用,没有流量的产生,这个特点也决定了它在负载均衡软件里的性能最强的,对内存和cpu资源消耗比较低;

(2)     配置性比较低,这是一个缺点也是一个优点,因为没有可太多配置的东西,所以并不需要太多接触,大大减少了人为出错的几率;

(3)     工作稳定,自身有完整的双机热备方案;

(4)     无流量,LVS只分发请求,而流量并不从它本身出去,这点保证了均衡器IO的性能不会受到大流量的影响;

(5)     应用范围比较广,因为LVS工作在4层,所以它几乎可以对所有应用做负载均衡,包括http、数据库、在线聊天室等等。

LVS的缺点是:  

(1)     软件本身不支持正则表达式处理,不能做动静分离;而现在许多网站在这方面都有较强的需求,这个是Nginx/HAProxy的优势所在;

(2)     如果是网站应用比较庞大的话,LVS/DR实施起来就比较复杂了,特别后面有 Windows Server的机器的话,如果实施及配置还有维护过程就比较复杂了,相对而言,Nginx/HAProxy更为简单。

1.2.HAproxy分析

HAproxy优点:

(1)     支持两种代理模式:TCP(四层)HTTP(七层),支持虚拟主机;

(2)     配置简单,支持url检测后端服务器状态;

(3)     做负载均衡软件使用,在高并发情况下,处理速度高于nginx

(4)     TCP层多用于Mysql()服务器负载均衡。(Mysql进行负载均衡,对后端的DB节点进行检测和负载均衡)

(5)     能够补充Nginx的一些缺点比如Session的保持,Cookie引导等工作;

(6)     支持多种负载均衡策略。

HAproxy缺点:

(1)     稳定性及性能不如LVS

(2)     web反向代理及动静分离方面不如Nginx

1.3.Nginx分析

Nginx优点:

(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,它的正则规则比HAProxy更为强大和灵活,这也是它目前广泛流行的主要原因之一,Nginx单凭这点可利用的场合就远多于LVS了;

(2)     Nginx对网络稳定性的依赖非常小,理论上能ping通就就能进行负载功能,这个也是它的优势之一;相反LVS对网络稳定性依赖比较大;

(3)     Nginx安装和配置比较简单,测试起来比较方便,它基本能把错误用日志打印出来。LVS的配置、测试就要花比较长的时间了,LVS对网络依赖比较大;

(4)     可以承担高负载压力且稳定,在硬件不差的情况下一般能支撑几万次的并发量,负载度比LVS相对小些;

(5)     Nginx可以通过端口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,不过其中缺点就是不支持url来检测。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,用户可能会因此而不满;

(6)     Nginx不仅仅是一款优秀的负载均衡器/反向代理软件,它同时也是功能强大的Web应用服务器。LNMP也是近几年非常流行的web架构,在高流量的环境中稳定性也很好;

(7)     Nginx现在作为Web反向加速缓存越来越成熟了,速度比传统的Squid服务器更快,可以考虑用其作为反向代理加速器;

(8)     Nginx可作为中层反向代理使用;

(9)     Nginx也可作为静态网页和图片服务器,这方面的性能也无对手。还有Nginx社区非常活跃,第三方模块也很多。

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