构建负载均衡服务器之二 LVS详解及应用

在上一篇中介绍了负载均衡及集群的原理,本篇主要介绍下下实现负载均衡的软件之LVS的原理及应用。

 

一、LVS的介绍

1、  LVS的定义

一般来说,LVS采用三层结构:负载调度器、服务器池、共享存储。工作在TCP/IP协议的四层,其转发是依赖于四层协议的特征进行转发的,由于其转发要依赖于协议的特征进行转发,因此需要在内核的TCP/IP协议栈进行过滤筛选,可想而知,这就需要在内核的模块来完成,而这样的过滤转发规则又是由管理员进行定义的,所以,LVS就是两段式的架构设计,在内核空间中工作的是”ipvs”,而在用户空间中工作的,用来定义集群服务规则的是”ipvsadm”。这就很容易想到iptables而LVS正好工作在iptables的input链上。

 

2、  LVS的组成

ipvsadm:用于管理集群服务的命令行工具,工作于Linux系统中的用户空间。

ipvs:为lvs提供服务的内核模块,工作于内核空间 (相对于是框架,通过ipvsadm添加规则,来实现ipvs功能)。

注:在linux内核2.4.23之前的内核中模块默认是不存在的,需要自己手动打补丁,然后把此模块编译进内核才可以使用此功能。

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构建负载均衡服务器之一 负载均衡与集群详解

一、什么是负载均衡

    首先我们先介绍一下什么是负载均衡: 负载平衡(Load balancing)是一种计算机网络技术,用来在多个计算机(计算机集群)、网络连接、CPU、磁盘驱动器或其他资源中分配负载,以达到最佳化资源使用、最大化吞吐率、最小化响应时间、同时避免过载的目的。这是来自维基百科的介绍。负载均衡的目的,就在于平衡负载,给用户提供优质,可靠,稳定的服务。

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上图是个最简单的负载均衡实例, 应用服务器并不直接与用户相连, 用户连接负载均衡服务器,然后由负载均衡服务器把消息转发给实际应用服务器。负载均衡器内部会根据应用服务器的负载情况,决定把消息转发给哪台服务器处理。同时负载均衡器还可以对用户屏蔽应用服务器失效,只要把用户的消息转发到非失效服务器即可。

 

提到负载均衡,就不能不介绍另外一个概念: 集群。集群就是一组部署有相同应用的服务器。例如web 服务器。用户的请求无论连接到哪台服务器上,都能得到相同的处理。这样我们实现一种服务器,可以将用户的请求根据特定规则转发到应用服务器上进行处理。就实现了完整的集群处理系统。这个服务器如果实现了后台服务器感知和配置功能,能够了解后台服务器的可用情况。就可以被称作为负载均衡器。

 

负载均衡在目前网络服务规模越来越庞大的情况下,成为一个大型服务器系统必须要面对的问题。随着用户和业务的增多,来自用户的访问量和数据流量不断增大,对服务器的计算能力和储存要求也在不断增加,单台服务器根本无法承担这么庞大的数据处理请求。这个时候,我们必须利用集群技术,采用一组服务器对来自用户的请求进行处理,服务器的数量要能够不断的扩充。在集群的前端,我们采用负载均衡技术,平均分散用户的请求到不同的处理服务器,并且能够在集群中某个服务失效时,即时感知,屏蔽,将消息转发到其他可用服务器上。

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Nginx负载均衡

注意,Nginx负载均衡都需要走反向代理走流量,因此均会有单点故障的风险。
如果和DNS解析一起使用的话,可以缓解该问题,即将一个域名指向多个IP(域名解析配置的时候多建几个A类型的IP解析即可),DNS解析默认采用轮询的方式来分发请求到不同的服务器。

一、Nginx简介

Nginx是一个高性能的HTTP服务器和反向代理服务器。它起初是俄罗斯人Igor Sysoev开发的,至今支撑者俄罗斯的很多大型的网站。

二、Nginx支持的三种负载均衡策略

轮询 : 将请求依次轮询发给每个服务器。
最少链接: 将请求发送给持有最少活动链接的服务器。
IP哈希 : 通过哈希函数决定请求发送给哪个服务器(常用对用户SESSIONID进行哈希,以便同一用户访问同一台服务器)。
权重 : 服务器的权重越高,处理请求的概率越大。

三、轮询负载均衡

在nginx.conf配置文件中添加如下配置,此配置有三台服务器提供支付服务。

需要注意以下几点
1、缺省配置就是轮询策略;
2、nginx负载均衡支持http和https协议,只需要修改 proxy_pass后协议即可;
3、nginx支持FastCGI, uwsgi, SCGI,memcached的负载均衡,只需将 proxy_pass改为fastcgi_pass, uwsgi_pass, scgi_pass,memcached_pass即可。
4、此策略适合服务器配置相当,无状态且短平快的服务使用。
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利用LVS(Linux Virtual Server)系统实现Web服务器集群的负载均衡

1、什么是LVS?

首先简单介绍一下LVS (Linux Virtual Server)到底是什么东西,其实它是一种集群(Cluster)技术,采用IP负载均衡技术和基于内容请求分发技术。调度器具有很好的吞吐率,将请求均衡地转移到不同的服务器上执行,且调度器自动屏蔽掉服务器的故障,从而将一组服务器构成一个高性能的、高可用的虚拟服务器。整个服务器集群的结构对客户是透明的,而且无需修改客户端和服务器端的程序。

为此,在设计时需要考虑系统的透明性、可伸缩性、高可用性和易管理性。一般来说,LVS集群采用三层结构,其体系结构如图所示:

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