對于數(shù)據(jù)流量過大的網(wǎng)絡(luò)中，往往單一設(shè)備無法承擔(dān)，需要多臺設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)分流，而負(fù)載均衡器就是用來將數(shù)據(jù)分流到多臺設(shè)備的一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。

目前有許多不同的負(fù)載均衡技術(shù)用以滿足不同的應(yīng)用需求，如軟/硬件負(fù)載均衡、本地/全局負(fù)載均衡、更高網(wǎng)絡(luò)層負(fù)載均衡，以及鏈路聚合技術(shù)。

我們使用的是軟負(fù)載均衡器Nginx,而農(nóng)行用的是F5硬負(fù)載均衡器，這里就簡單介紹下這兩種技術(shù)：

a.軟件負(fù)載均衡解決方案

在一臺服務(wù)器的操作系統(tǒng)上，安裝一個(gè)附加軟件來實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，如Nginx負(fù)載均衡(我們管理系統(tǒng)平臺使用的也是這款均衡器)。它的優(yōu)點(diǎn)是基于特定環(huán)境、配置簡單、使用靈活、成本低廉，可以滿足大部分的負(fù)載均衡需求。

一、什么是Nginx,LVS

Nginx ("engine x") 是一個(gè)高性能的 HTTP 和 反向代理 服務(wù)器，也是一個(gè) IMAP/POP3/SMTP 代理服務(wù)器。 可以說Nginx 是目前使用最為廣泛的HTTP軟負(fù)載均衡器，其將源代碼以類BSD許可證的形式發(fā)布(商業(yè)友好)，同時(shí)因高效的性能、穩(wěn)定性、豐富的功能集、示例配置文件和低系統(tǒng)資源的消耗而聞名于業(yè)界。像騰訊、淘寶、新浪等大型門戶及商業(yè)網(wǎng)站都采用Nginx進(jìn)行HTTP網(wǎng)站的數(shù)據(jù)分流。

二、Nginx的功能特點(diǎn)

1、工作在網(wǎng)絡(luò)的7層之上，可以針對http應(yīng)用做一些分流的策略，比如針對域名、目錄結(jié)構(gòu);

2、Nginx對網(wǎng)絡(luò)的依賴比較小;

3、Nginx安裝和配置比較簡單，測試起來比較方便;

4、也可以承擔(dān)高的負(fù)載壓力且穩(wěn)定，一般能支撐超過1萬次的并發(fā);

5、Nginx可以通過端口檢測到服務(wù)器內(nèi)部的故障，比如根據(jù)服務(wù)器處理網(wǎng)頁返回的狀態(tài)碼、超時(shí)等等，www.linuxidc.com 并且會把返回錯(cuò)誤的請求重新提交到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，不過其中缺點(diǎn)就是不支持url來檢測;

6、Nginx對請求的異步處理可以幫助節(jié)點(diǎn)服務(wù)器減輕負(fù)載;

7、Nginx能支持http和Email，這樣就在適用范圍上面小很多;

8、不支持Session的保持、對Big request header的支持不是很好，另外默認(rèn)的只有Round-robin和IP-hash兩種負(fù)載均衡算法。

三、Nginx的原理

Nginx采用的是反向代理技術(shù)，代理服務(wù)器來接受internet上的連接請求，然后將請求轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器，并將從服務(wù)器上得到的結(jié)果返回給internet上請求連接的客戶端，此時(shí)代理服務(wù)器對外就表現(xiàn)為一個(gè)服務(wù)器。反向代理負(fù)載均衡技術(shù)是把將來自internet上的連接請求以反向代理的方式動態(tài)地轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上的多臺服務(wù)器進(jìn)行處理，從而達(dá)到負(fù)載均衡的目的。

b.硬件負(fù)載均衡解決方案

直接在服務(wù)器和外部網(wǎng)絡(luò)間安裝負(fù)載均衡設(shè)備，這種設(shè)備我們通常稱之為負(fù)載均衡器。由于專門的設(shè)備完成專門的任務(wù)，獨(dú)立于操作系統(tǒng)，整體性能得到大量提高，加上多樣化的負(fù)載均衡策略，智能化的流量管理，可達(dá)到最佳的負(fù)載均衡需求。 一般而言，硬件負(fù)載均衡在功能、性能上優(yōu)于軟件方式，不過成本昂貴，比如最常見的就是F5負(fù)載均衡器。

什么是F5 BIG-IP

F5負(fù)載均衡器是應(yīng)用交付網(wǎng)絡(luò)的全球領(lǐng)導(dǎo)者F5 Networks公司提供的一個(gè)負(fù)載均衡器專用設(shè)備，F(xiàn)5 BIG-IP LTM 的官方名稱叫做本地流量管理器，可以做4-7層負(fù)載均衡，具有負(fù)載均衡、應(yīng)用交換、會話交換、狀態(tài)監(jiān)控、智能網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換、通用持續(xù)性、響應(yīng)錯(cuò)誤處理、IPv6網(wǎng)關(guān)、高級路由、智能端口鏡像、SSL加速、智能HTTP壓縮、TCP優(yōu)化、第7層速率整形、內(nèi)容緩沖、內(nèi)容轉(zhuǎn)換、連接加速、高速緩存、Cookie加密、選擇性內(nèi)容加密、應(yīng)用攻擊過濾、拒絕服務(wù)(DoS)攻擊和SYN Flood保護(hù)、防火墻—包過濾、包消毒等功能。

以下是F5 BIG-IP用作HTTP負(fù)載均衡器的主要功能：

①、F5 BIG-IP提供12種靈活的算法將所有流量均衡的分配到各個(gè)服務(wù)器，而面對用戶，只是一臺虛擬服務(wù)器。

②、F5 BIG-IP可以確認(rèn)應(yīng)用程序能否對請求返回對應(yīng)的數(shù)據(jù)。假如F5 BIG-IP后面的某一臺服務(wù)器發(fā)生服務(wù)停止、死機(jī)等故障，F(xiàn)5會檢查出來并將該服務(wù)器標(biāo)識為宕機(jī)，從而不將用戶的訪問請求傳送到該臺發(fā)生故障的服務(wù)器上。這樣，只要其它的服務(wù)器正常，用戶的訪問就不會受到影響。宕機(jī)一旦修復(fù)，F(xiàn)5 BIG-IP就會自動查證應(yīng)用已能對客戶請求作出正確響應(yīng)并恢復(fù)向該服務(wù)器傳送。

③、F5 BIG-IP具有動態(tài)Session的會話保持功能。

④、F5 BIG-IP的iRules功能可以做HTTP內(nèi)容過濾，根據(jù)不同的域名、URL，將訪問請求傳送到不同的服務(wù)器。

方案優(yōu)缺點(diǎn)對比

基于硬件的方式(F5)

優(yōu)點(diǎn)：能夠直接通過智能交換機(jī)實(shí)現(xiàn),處理能力更強(qiáng)，而且與系統(tǒng)無關(guān)，負(fù)載性能強(qiáng)更適用于一大堆設(shè)備、大訪問量、簡單應(yīng)用

缺點(diǎn)：成本高，除設(shè)備價(jià)格高昂，而且配置冗余.很難想象后面服務(wù)器做一個(gè)集群，但最關(guān)鍵的負(fù)載均衡設(shè)備卻是單點(diǎn)配置;無法有效掌握服務(wù)器及應(yīng)用狀態(tài).

硬件負(fù)載均衡，一般都不管實(shí)際系統(tǒng)與應(yīng)用的狀態(tài)，而只是從網(wǎng)絡(luò)層來判斷，所以有時(shí)候系統(tǒng)處理能力已經(jīng)不行了，但網(wǎng)絡(luò)可能還來 得及反應(yīng)(這種情況非常典型，比如應(yīng)用服務(wù)器后面內(nèi)存已經(jīng)占用很多，但還沒有徹底不行，如果網(wǎng)絡(luò)傳輸量不大就未必在網(wǎng)絡(luò)層能反映出來)

基于軟件的方式(Nginx)

優(yōu)點(diǎn)：基于系統(tǒng)與應(yīng)用的負(fù)載均衡，能夠更好地根據(jù)系統(tǒng)與應(yīng)用的狀況來分配負(fù)載。這對于復(fù)雜應(yīng)用是很重要的，性價(jià)比高，實(shí)際上如果幾臺服務(wù)器，用F5之類的硬件產(chǎn)品顯得有些浪費(fèi)，而用軟件就要合算得多，因?yàn)榉��?wù)器同時(shí)還可以跑應(yīng)用做集群等。

缺點(diǎn)：負(fù)載能力受服務(wù)器本身性能的影響，性能越好，負(fù)載能力越大。

綜述：對我們管理系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境來說，由于負(fù)載均衡器本身不需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，性能瓶頸更多的是在于后臺服務(wù)器，通常采用軟負(fù)載均衡器已非常夠用且其商業(yè)友好的軟件源碼授權(quán)使得我們可以非常靈活的設(shè)計(jì)，無逢的和我們管理系統(tǒng)平臺相結(jié)合。

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