“反向代理层”毫不能替代“DNS轮询”！

有朋友问我，DNS轮询是否是过期的技术了？有了反向代理层（Nginx、LVS、F5等），是否是就不须要DNS轮询了？

然而，反向代理层毫不能替代DNS轮询！

反向代理层有什么用？架构实现时要注意什么？
(1) 做为服务端统一入口，屏蔽后端WEB集群细节，表明整个WEB集群；
画外音：这就是为啥它叫反向代理。
(2) 保证WEB集群的扩展性，Nginx后端可随时加WEB实例；
(3) 实施负载均衡，反向代理层会将请求均匀分发给后端WEB集群的每个实例；
(4) 保证WEB集群的高可用，任何一个WEB实例挂了，服务都不受影响；
(5) 注意自身高可用，防止一台Nginx挂了，服务端统一入口受影响；

反向代理层还存在啥问题？
反向代理层自身的扩展性问题并无获得很好的解决，例如当Nginx成为系统瓶颈的时候，没法扩容。

DNS轮询如何解决反向代理层的扩展性问题？
经过在DNS-server上对一个域名设置多个IP解析，可以增长入口Nginx实例个数，起到水平扩容的做用，解决反向代理层的扩展性问题。

所以，反向代理和DNS轮询并非互斥的技术，however，这里详细展开讲一下接入层的架构渐进历程。

裸奔时代（1）单机架构

裸奔时代的架构图如上：
(1) 浏览器经过DNS-server，域名解析到ip；
(2) 浏览器经过ip访问web-server；

缺点：
(1) 非高可用，web-server挂了整个系统就挂了；
(2) 扩展性差，当吞吐量达到web-server上限时，没法扩容；
画外音：单机不涉及负载均衡问题。

简易扩容方案（2）DNS轮询
假设tomcat的吞吐量是1000次每秒，当系统总吞吐量达到3000时，如何扩容是首先要解决的问题，DNS轮询是一个很容易想到的方案。
画外音：DNS轮询解决扩展性问题。

此时的架构图如上：
(1) 多部署几份web-server，1个tomcat抗1000，部署3个tomcat就能抗3000；
(2) 在DNS-server层面，域名每次解析到不一样的ip；

优势：
(1) 零成本：在DNS-server上多配几个ip便可，功能也不收费；
(2) 部署简单：多部署几个web-server便可，原系统架构不须要作任何改造；
(3) 负载均衡：变成了多机，负载也是均衡的；

缺点：
(1) 非高可用：DNS-server只负责域名解析ip，这个ip对应的服务是否可用，DNS-server是不保证的，假设有一个web-server挂了，部分服务会受到影响；
(2) 扩容非实时：DNS解析有一个生效周期；
(3) 暴露了太多的外网ip；

简易扩容方案（3）反向代理Nginx
tomcat的性能较差，但Nginx做为反向代理的性能就强不少，假设线上跑到1w，就比tomcat高了10倍，能够利用这个特性来作扩容。

此时的架构图如上：
(1) 站点层与浏览器层之间加入了一个反向代理层，利用高性能的Nginx来作反向代理；
(2) Nginx将http请求分发给后端多个web-server；

优势：
(1) DNS-server不须要动；
(2) 负载均衡：经过Nginx来保证；
(3) 只暴露一个外网ip，Nginx->tomcat之间使用内网访问；
(4) 扩容实时：Nginx内部可控，随时增长web-server随时实时扩容；
(5) 可以保证站点层的可用性：任何一台tomcat挂了，Nginx能够将流量迁移到其余tomcat；
画外音：反向代理，可以更实时，更方便的扩容了。

缺点：
(1) 时延增长+架构更复杂了：中间多加了一个反向代理层；
(2) 反向代理层成了单点，非高可用：tomcat挂了不影响服务，Nginx挂了怎么办？

高可用方案（4）keepalived
为了解决高可用的问题，keepalived出场了。

(1) 作两台Nginx组成一个集群，分别部署上keepalived，设置成相同的虚IP，保证Nginx的高可用；
(2) 当一台Nginx挂了，keepalived可以探测到，并将流量自动迁移到另外一台Nginx上，整个过程对调用方透明；

优势：
(1) 解决了高可用的问题；
画外音：反向代理的高可用也解决了。

缺点：
(1) 资源利用率只有50%；
(2) Nginx仍然是接入单点，若是接入吞吐量超过的Nginx的性能上限怎么办，例如qps达到了50000咧？

scale up扩容方案（5）lvs/f5
Nginx是应用软件，性能比tomcat好，但总有个上限，超出了上限，仍是扛不住。

lvs就不同了，它实施在操做系统层面；f5的性能又更好了，它实施在硬件层面；它们性能比Nginx好不少，例如每秒能够抗10w，这样能够利用他们来扩容，常见的架构图以下：

(1) 若是经过Nginx能够扩展多个tomcat同样，能够经过lvs来扩展多个Nginx；
(2) 经过keepalived+VIP的方案能够保证可用性；

99.9999%的公司到这一步基本就结束了，解决了接入层高可用、扩展性、负载均衡的问题。
画外音：上游再加一层扩充性能。

完美了嘛，还有什么潜在问题？
好吧，无论是使用lvs仍是f5，这些都是scale up的方案，根本上，lvs/f5仍是会有性能上限，假设每秒能处理10w的请求，一天也只能处理80亿的请求（10w秒吞吐量*8w秒），那万一系统的日PV超过80亿怎么办呢？

scale out扩容方案（6）DNS轮询
如以前文章所述，水平扩展，才是解决性能问题的根本方案，可以经过加机器扩充性能的方案才具有最好的扩展性。

facebook，google，baidu的PV是否是超过80亿呢，它们的域名只对应一个ip么，终点又是起点，仍是得经过DNS轮询来进行扩容。
画外音：DNS轮询解决扩展性问题。

(1) 经过DNS轮询来线性扩展入口lvs层的性能；
(2) 经过keepalived来保证高可用；
(3) 经过lvs来扩展多个Nginx；
(4) 经过Nginx来作负载均衡，业务七层路由；

总结
稍微作一个简要的总结：
(1) 接入层架构要考虑的问题域为：高可用、扩展性、反向代理、负载均衡；
(2) Nginx、keepalived、lvs、f5能够很好的解决高可用、扩展性、反向代理、负载均衡的问题；
(3) 水平扩展scale out是解决扩展性问题的根本方案，DNS轮询是不能彻底被Nginx/lvs/f5所替代的；

但愿你们有收获。