负载均衡(Load Balance)是应用于互联网后台系统架构设计中的各层,它将请求均匀分摊到多个操做单元上执行。
目前,在线上环境中应用较多的负载均衡器硬件有F5 BIG-IP,可是硬件设备昂贵,不如软件适应互联网公司的快速发展。最经常使用的负载均衡软件有LVS、HAProxy和Nginx,结合高可用软件有Heartbeat、Keepalived,能够搭建出承载海量请求的成熟架构如LVS+Keepalived、HAProxy+keepalived等.
专长
三种负载均衡软件LVS、HAProxy和Nginx的优缺点说明以下:
LVS的优势:
一、性能最强、仅工做在第4层,TUN和DR模式下回包不通过LVS,保证了均衡器IO的性能受大流量的影响最小;
二、工做稳定,自身有完整的双机热备方案,如LVS+Keepalived和LVS+Heartbeat;
三、应用范围比较广,能够对全部应用作负载均衡;
LVS的缺点:
一、软件自己不支持正则处理,不能作动静分离,这就凸显了Nginx/HAProxy+Keepalived的优点。
二、配置性比较低,若是网站应用比较庞大,配置和维护过程就比较麻烦。
HAProxy的优势:
一、HAProxy是支持虚拟主机的,能够工做在四、7层(支持多网段);
二、支持url检测后端的服务器;
三、它跟LVS同样,自己仅仅就只是一款负载均衡软件;单纯从效率上来说HAProxy更会比Nginx有更出色的负载均衡速度,在并发处理上也是优于Nginx的;
四、HAProxy的算法较多,达到8种;
Nginx的优势:
一、工做在OSI第7层,能够针对http应用作一些分流的策略。好比针对域名、目录结构。它的正则比HAProxy更为强大和灵活;
二、Nginx对网络的依赖很是小,理论上能ping通就就能进行负载功能,这个也是它的优点所在;
三、Nginx安装和配置比较简单,测试起来比较方便;
四、Nginx能够经过端口检测到服务器内部的故障,好比根据服务器处理网页返回的状态码、超时等等,而且会把返回错误的请求从新提交到另外一个节点;
五、Nginx不只仅是一款优秀的负载均衡器/反向代理软件,它同时也是功能强大的Web应用服务器。LNMP如今也是很是流行的web环境,大有和LAMP环境平起平坐之势,Nginx在处理静态页面、特别是抗高并发方面相对apache有优点;
六、Nginx如今做为Web反向加速缓存愈来愈成熟了,速度比传统的Squid服务器更快,有需求的朋友能够考虑用其做为反向代理加速器;
Nginx的缺点:
一、Nginx不支持url来检测;
二、Nginx仅能支持http和Email,这个它的弱势;
应用
简单地不负责任地说,性能上LVS>HA>Nginx,功能性和便利性上Nginx>HA>LVS。
对于一个大型后台系统来讲,LVS、HAProxy和Nginx经常能够配合使用在不一样的层级,LVS用在接入层的最前端,承担最大规模的流量分发;HAProxy负责按域名分流;而Nginx只须要做为Web服务器负责单机内多实例的负载均衡,或负责目录结构分流和静态资源缓存等需求。
所谓的四层与七层负载均衡,就是在对后台服务器进行负载均衡时,依据OSI四层的信息或七层的信息来决定怎么样转发流量。好比四层负载均衡经过报文中的目标IP地址和端口,七层负载均衡经过报文中的应用层信息(URL、HTTP头部等信息),选择到达目的的内部服务器。四层负载均衡在解包上的消耗更少,能够达到更高的性能。而七层负载算法能够经过更多的应用层信息分发请求,功能性上更强大。
七层负载均衡软件能够经过URL、Cookie和HTTP head等信息,而不只仅是IP端口分发流量,还能够修改客户端的请求和服务器的响应(例如HTTP请求中的Header的重写),极大提高了应用系统在网络层的灵活性。
在网络中常见的SYN Flood,***会对同一目标大量发送SYN报文,耗尽服务器上的相关资源,以达到Denial of Service(DoS)的目的。四层模式下这些SYN都会被转发到后端的服务器上;而在七层模式下这些SYN在负载均衡设备上就截止,不会影响后台服务器的正常运营。另外负载均衡设备能够在七层层面设定多种策略,过滤SQL Injection等应用层面的特定手段,进一步提升系统总体安全。前端