如何看网络架构图-1基础篇

这是一个比较常见的网络部署架构图，通过LVS+Keepalive做网络层的高可用架构，在应用层通过nginx做应用层细粒度的请求管控，然后根据负载均衡策略将请求转发到后端的tomcat服务。

首先看到这样的图，相信大部分人都能看懂，但是不知道为什么这么部署，这么画，依据到底是什么？大部分人就算有疑问其实都没有真正去理解？

下面我根据我个人最开始的思考，看一下如何去看懂这个图

要想了解这个图，需要了解哪些东西？

1：LVS Keepalive ngixn大概了解是什么，这样协调使用的意义是啥，依据又是啥？

2：举例子说明，这样架构的流程？比如我在电商网上买手机，从购买到成功，在网络架构层面经历了什么(大概，不需要太细节)

3：这样的架构好处是什么

1：LVS服务

LVS（Linux Virtual Server）是一个用于构建高性能、高可用性和可伸缩性的Linux服务器集群的开源软件。它是一个负载均衡器，允许将网络流量分发到多个服务器上，从而提高整个系统的性能和可用性。

以下是一些 LVS 的关键特性和组成部分：

负载均衡器：LVS 提供负载均衡服务，将客户端请求分发到多个后端服务器上。这有助于避免单一服务器过载，提高系统的整体性能和可用性。
工作模式：LVS 支持不同的负载均衡工作模式，其中最常见的是 NAT 模式、直接路由（Direct Routing）模式和IP隧道（IP Tunneling）模式。
- NAT 模式：LVS 负载均衡器在客户端和服务器之间充当转发器，修改数据包的源和目标地址。
- 直接路由模式：客户端请求通过 LVS 负载均衡器，并直接路由到后端服务器，返回的响应也直接传递给客户端。
- IP 隧道模式：类似于直接路由，但数据包通过 IP 隧道传递，LVS 负载均衡器和后端服务器在不同的子网中。
调度算法：LVS 使用不同的调度算法（scheduling algorithms）来确定如何分配请求。常见的调度算法包括轮询（Round Robin）、最小连接数（Least Connections）等。
高可用性：LVS 支持高可用性配置，其中多个 LVS 负载均衡器可以配置成热备份，确保系统在一个负载均衡器故障时仍然可用。
健康检查：LVS 可以配置用于监测后端服务器状态的健康检查机制，以便自动将请求导向可用的服务器。

LVS 是一个强大的工具，常用于构建大规模的、高性能的网络服务。它可以用于 Web 服务器、邮件服务器、数据库服务器等多种应用场景。由于其开源特性，许多 Linux 发行版都提供了对 LVS 的支持。

总结：LVS其实就是一个网络协调器，可以将网络流量分发到多个服务器(比如linux服务器，或者容器但是本地其实都是同一个内核)

2：Keepalived

作用： Keepalived 是一个用于实现高可用性和故障转移的工具，通常与 LVS 配合使用。它确保在集群中的多个负载均衡器之间进行状态同步，以及在某个负载均衡器失效时，能够将流量切换到另一个正常工作的负载均衡器上。

原理： Keepalived 使用了 VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）协议，允许多个负载均衡器共享一个虚拟 IP 地址。这样，客户端访问虚拟 IP 地址，而 Keepalived 会确保这个虚拟 IP 地址总是映射到当前正常工作的负载均衡器上。

关系

协同工作： Keepalived 通常与 LVS 配合使用，以确保高可用性和故障转移。通过 Keepalived，多个负载均衡器能够协同工作，保证即使一个负载均衡器出现故障，流量仍然能够被正确地引导到其他正常工作的负载均衡器上。
状态同步： Keepalived 确保在整个集群中的负载均衡器之间保持状态同步，以便它们可以共享相同的配置信息，并在需要时进行流量切换。

简而言之，LVS 是一个负载均衡器，而 Keepalived 是用于实现高可用性和故障转移的工具，它们一起协同工作，以确保在服务器集群中保持平衡和可用性。而且他们一般用于网络层，

3：nginx

Nginx（"Engine X"的缩写）是一个高性能的开源反向代理服务器和 Web 服务器。它的主要作用包括：

反向代理服务器：
- Nginx 可以作为反向代理服务器，接收客户端的请求，然后将这些请求转发到后端的应用服务器，最终返回响应给客户端。这有助于实现负载均衡、提高安全性，并简化应用服务器的管理。
负载均衡：
- Nginx 提供负载均衡的功能，可以将客户端的请求分发到多个应用服务器，从而分担服务器负载，提高整体系统性能和可用性。
Web 服务器：
- Nginx 也可以作为静态文件的 Web 服务器，直接提供静态文件的访问，减轻动态应用服务器的负担。它能够高效地处理静态资源，如 HTML、CSS、JavaScript、图像等。
SSL/TLS 终结：
- Nginx 可以终结 SSL/TLS 连接，负责处理加密和解密，然后将非加密的流量转发给后端服务器。这有助于减轻应用服务器的负载，并提供更高的安全性。
反向代理缓存：
- Nginx 可以缓存后端服务器的响应，从而提高对重复请求的处理速度。这有助于减轻后端服务器的负载，并提高响应速度。
反向代理缓解 DDOS 攻击：
- Nginx 可以通过限制请求速率和使用缓存来缓解分布式拒绝服务（DDoS）攻击，提高系统的抗攻击能力。
作为 WebSocket 代理：
- Nginx 可以作为 WebSocket 代理，支持 WebSocket 协议，用于实现实时通信应用。
日志记录：
- Nginx 具有强大的日志记录功能，可以记录访问日志、错误日志等，有助于进行系统监控和故障排查。

总体而言，Nginx 是一个多功能、高性能的服务器软件，适用于多种场景，从简单的静态文件服务到复杂的负载均衡和反向代理配置。其设计的目标是提供高性能、低资源消耗的服务，因此被广泛用于构建高性能和可扩展的 Web 应用架构。

4：实际应用

在实际运用中，LVS 和 Keepalived 可以与 Nginx 或容器管理平台（如 Kubernetes）配合使用，以构建更完整的负载均衡和高可用性解决方案。

1. 与 Nginx 配合使用

负载均衡器层次： LVS 可以工作在更底层的网络层，将请求分发到多个服务器。而 Nginx 则可以工作在应用层，提供更多高级的负载均衡和反向代理功能。
组合优势： 将 LVS 和 Nginx 结合使用，可以充分利用 LVS 的性能和效率，同时利用 Nginx 提供的丰富功能，例如 SSL 终结、HTTP/HTTPS 代理、缓存等。

2. 与容器和 Kubernetes 配合使用

容器化环境： 在容器化环境中，可以使用 LVS 和 Keepalived 来实现负载均衡和高可用性。这对于确保容器应用的可用性至关重要。
Kubernetes 中的 Service： Kubernetes 提供了 Service 这一抽象层，它可以自动管理负载均衡和服务的高可用性。在 Kubernetes 中，LVS 和 Keepalived 可以用于底层网络层，而 Kubernetes Service 则可以使用这些负载均衡器。

3. 示例场景

传统场景： 在传统的架构中，你可以将 LVS 用作网络层的负载均衡器，将请求分发给多台服务器。同时，Nginx 可以运行在服务器上，提供更高级的应用层负载均衡和代理功能。
容器场景： 在容器化环境中，可以使用 LVS 和 Keepalived 配合 Kubernetes，以确保容器服务的高可用性和负载均衡。

总之，具体的架构取决于你的应用需求和场景。LVS 和 Keepalived 是底层的负载均衡和高可用性工具，而 Nginx 和 Kubernetes 则提供更高级的应用层和容器环境的解决方案。在实际运用中，结合使用它们可以构建强大而灵活的系统

从上面我可以得出几点，

1：LVS+ keepalived配合使用，达到快速故障转移的作用，其实就是遇到问题能够及时发现，快速解决。

2：LVS+ keepalived配合使用在网络层

3: nginx作用在应用层，对请求更加细粒度和精确

在回到上面的图

4：总结和举一反三

其实我们已经了解了各个图的含义，现在其实缺少的就是怎么串联起来，

这个时候，举例说明，才能做到逻辑自洽。

以在电商平台购买手机为例

梳理一下：

客户端发起请求：
- 你在浏览器中输入网站地址或点击购买手机的链接。
- 浏览器向 LVS（Linux Virtual Server）发送购买手机的请求。
- 信号经过路由器转为电信号，这个时候经过路由器就是物理层
LVS 负载均衡：
- LVS 接收到请求后，根据预定义的负载均衡算法和规则，选择一个可用的后端服务器（通常是 Nginx 服务器）。
- LVS 将请求通过网络层的方式，修改数据包的目标 IP 地址，将其转发给被选中的 Nginx 服务器。
- 这个时候其实就到了网络层
Nginx 处理请求：
- 被选中的 Nginx 服务器接收到请求。
- Nginx 可以执行以下操作：
  - SSL 终结： 如果使用了 SSL，Nginx 可以终结 SSL 连接，解密请求。
  - 负载均衡： Nginx 可以根据配置的负载均衡算法将请求分发给多个后端的 Tomcat 服务器。
  - 反向代理： Nginx 可以作为反向代理，将请求发送给后端的 Tomcat 服务器。
  - 这个时候就是应用层了
Tomcat 处理请求：
- 后端的 Tomcat 服务器接收到请求后，执行相应的操作，可能包括：
  - 处理购买手机的业务逻辑。
  - 与数据库交互，更新库存和订单信息。
  - 返回响应给 Nginx。
Nginx 返回响应：
- Nginx 收到来自 Tomcat 的响应后，将响应返回给客户端。
  - 可能会执行一些附加操作，例如缓存响应、压缩数据等。
客户端接收响应：
- 你的浏览器接收到来自 Nginx 的响应，显示购买手机的相关信息。