Lvs+Nginx+NDS

news2024/12/16 17:50:35

什么是？为什么？需要负载均衡

一个网站在创建初期，一般来说都是只有一台服务器对用户提供服务

从图里可以看出，用户经过互联网直接连接了后端服务器，如果这台服务器什么时候突然 GG 了，用户将无法访问这个网站（单点故障）。

那么要怎么办呢？加机器！扩容！不差钱！

这样我们就有了很多台机器了，足够应付用户的请求了。

在这里，我们把用户的访问流量称为负载，而根据转发策略（rules）将负载（访问流量）分配给后端机器的服务便是负载均衡

讲讲亿级PV的负载均衡架构

DNS

DNS负载均衡是一种通过DNS（Domain Name System）解析来实现负载均衡的方法。它通过将域名解析请求分发到多个服务器上，从而实现服务器资源的均衡利用和提高系统的可用性、性能和可扩展性。

在DNS负载均衡中，一个域名可以对应多个IP地址，每个IP地址对应一个服务器。当客户端发送一个域名解析请求时，DNS服务器会返回一个IP地址给客户端，使得客户端直接连接到相应的服务器。

开始呢，我们的应用只有一台web-server。那么你希望: 输入http://guduyan.com就能定位到该server

那很简单，只要在DNS里配上域名和你的server映射关系，就能访问到啦！流程如下图所示：

好，现在呢，多了一台web-server，你就可以通过在DNS里加一条配置，以DNS轮询方式进行负载均衡。如下图所示：

DNS负载均衡可以使用以下几种策略：

轮询（Round Robin）：DNS服务器按照事先定义的顺序逐个返回服务器的IP地址，以实现请求的均衡分发。每个请求依次分配到不同的服务器上，循环往复。
加权轮询（Weighted Round Robin）：为了更精确地控制流量分配，可以为每个服务器分配一个权重值。DNS服务器根据权重值的比例来决定返回哪个服务器的IP地址，以实现更灵活的负载均衡。
最少连接数（Least Connection）：DNS服务器根据服务器当前的连接数信息，选择连接数最少的服务器，并返回其IP地址。这样可以将请求发送到负载较轻的服务器，以实现负载均衡。
基于地理位置（Geolocation）：根据客户端的地理位置信息，DNS服务器返回最接近客户端的服务器IP地址。这样可以减少网络延迟，提高用户体验。

Nginx

Nginx是四层均衡

Nginx是一个开源的高性能、轻量级的Web服务器和反向代理服务器，它也提供了负载均衡的功能。Nginx负载均衡通过将客户端请求分发到多个后端服务器上，实现服务器资源的均衡利用和提高系统的可用性、性能和可扩展性。

Nginx负载均衡的主要特点包括：

反向代理：Nginx作为反向代理服务器，接收客户端的请求，并将请求转发给后端的真实服务器。客户端只需要与Nginx进行通信，而无需直接连接到后端服务器，从而提高了系统的安全性。
支持多种负载均衡算法：Nginx提供了多种负载均衡算法，包括轮询（round-robin）、IP哈希（ip-hash）、最少连接数（least_conn）等。这些算法可以根据实际需求选择合适的方式来分发请求。
健康检查：Nginx可以定期对后端服务器进行健康检查，以确保只有正常工作的服务器参与请求的处理。当某个服务器发生故障或不可用时，Nginx会自动将请求转发给其他可用的服务器，实现故障转移和高可用性。
动态配置：Nginx支持动态地添加、删除和修改后端服务器的配置，无需重新启动服务。这使得系统的扩展和维护更加方便和灵活。
SSL终端：Nginx可以作为SSL终端，负责处理SSL/TLS协议的加密和解密，从而减轻后端服务器的负担，提高系统的性能和安全性。

DNS+Nginx

现在假设，我们多了一些需求啊。你的系统按照功能模块拆成两个系统:用户系统和订单系统。那么你希望输入http://guduyan.com/user/的时候定位到用户系统。输入http://guduyan.com/order/的时候定位到订单系统。

那这时候，光靠DNS就不行了，就需要采用DNS+nginx进行负载均衡！如下图所示：

ps:nginx还可以做动静分离哦，大家应该懂的！

那如果系统的访问压力进一步加大，万一nginx挂了怎么办？如何给nginx引入热备？这里就要用keepalived了，用两台nginx组成一个集群，分别部署上keepalived，设置成相同的虚IP，这样一个节点在崩溃的情况下，另一个节点能够自动接替其工作，如下图所示：

什么是keepalived

LVS

Lvs是七层负载

LVS（Linux Virtual Server）是一个基于Linux内核的开源负载均衡软件，它提供了高性能、可扩展和可靠的负载均衡解决方案。LVS通过将客户端请求分发到多个后端服务器上，实现服务器资源的均衡利用和提高系统的可用性、性能和可扩展性。

LVS的主要特点包括：

高性能：LVS利用Linux内核的IP负载均衡技术，通过网络层的数据包转发来实现负载均衡，具有较低的延迟和高吞吐量。
可扩展性：LVS支持水平扩展，可以通过增加后端服务器来提高系统的容量和性能。同时，LVS还支持多种负载均衡调度算法，如轮询（Round Robin）、加权轮询（Weighted Round Robin）、最少连接数（Least Connection）等，以满足不同场景的需求。
高可用性：LVS支持故障检测和故障转移机制，当后端服务器发生故障或不可用时，LVS会自动将请求转发给其他可用的服务器，从而实现故障转移和高可用性。
灵活的配置和管理：LVS提供了灵活的配置和管理接口，可以通过命令行工具或配置文件进行配置。同时，LVS还支持动态添加、删除和修改后端服务器的配置，无需重启服务。

Lvs+Nginx+DNS

接下来随着系统规模的继续增大，你会慢慢的发现nginx也扛不住了！nginx工作在网络的第7层，所以它可以针对http应用本身来做分流策略，比如针对域名、目录结构等。而Lvs工作在网络4层，抗负载能力强，性能高，能达到F5的60%，对内存和CPU资源消耗比较低，且稳定，可靠性高。它利用linux的内核进行转发，不产生流量。它能撑的并发量取决于机器的内存大小，一般来说撑个几十万并发问题不大！

ps:好好思考为什么会出现nginx+Lvs被同时使用，注意看我演变的过程，面试必问！注意了，如果是比较小的网站（日pv<1000万），用nginx就完全可以了，如果机器也不少，可以用dns轮询，Lvs所耗费的机器还是比较多的；大型网站或者重要的服务，机器不发愁的时候要多多考虑利用Lvs。

那么，在这种情况下的架构图如下所示：