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    当您的网站或者APP用户访问量增多,一台服务器就会显得越来越不够用,这时候你会采取增加服务器台数的办法解决问题,而通常和增加服务器数量配套使用的还有“负载均衡”。那么负载均衡是什么?有什么用呢?

    负载均衡是建立在现有的网路结构之上的,它为服务器提供了一种廉价并且有效的方法来扩展网络设备、带宽,以此达到增加服务器吞吐量,加强网络处理数据的能力以及提高网络的灵活性和可用性。负载均衡的实际含义是指:分摊到多个操作单元上进行执行,比如说WEB服务器、FTP服务器、企业关键应用服务器以及其他关键任务的服务器,从而共同完成任务。

     

    负载均衡在实际运用中具有如下的一些优点:

    1、负载均衡可以优化访问请求在服务器组之间的分配,以此消除服务器之间的负载不平衡,从而达到提高系统的反应速度和总体性能的目的。

    2、负载均衡能够监控服务器的运行状态,如果发现运行有异常情况的服务器,将会及时将访问的请求转移到其他可以正常工作的服务器上,以此提高整个服务器组的可靠性。因此采用了负载均衡设备之后,可以根据业务量的大小灵活增加服务器的数量,将系统的扩展能力提高,同时也能简化管理。

    负载均衡的优势对于有两台及以上的服务器来说好处还是很明显的。然而负载均衡也分种类,并且不同种类之间也有些许差别。

    软件负载均衡

    软件负载均衡是指安装一个或者多个附加软件在一台或者多台服务器对应的操作系统上来实现负载均衡。软件负载均衡的优点是在特定的环境下,使用灵活、成本低、也能够满足一般的负载均衡需求。它的缺点是首先因为每台服务器上安装了额外的软件,因此在运行过程中会消耗系统不定量的资源,越是功能强大的模块就会消耗的越多,所以如果连接的请求比较大,软件本身也会成为决定服务器运行成功与否的一个关键因素;其次收到操作系统的限制,软件的可扩展性并不是很好;最后,因为操作系统本身的bug,可能会带来安全方面的问题。

    硬件负载均衡

    硬件负载均衡是一种独立的设备,它直接安装在服务器和外部网络上,因此硬件负载均衡是独立的操作系统,如此服务器的整体性能就得到了极大的提高,又加上多样化的负载均衡策略以及智能化的流量管理,硬件负载均衡便可达到最佳的负载均衡需求。

    本地负载均衡

    本地负载均衡是针对本地范围中的服务器集群做的负载均衡,它的优点是不需要用昂贵的价格购买高性能服务器,只需要在现有资源额基础上就能有效避免因服务器单点故障造成的数据流量损失。

    全局负载均衡

    全局负载均衡是针对不同的地理位置、不同网络结构的服务器群做的负载均衡。它的有点是:1、提高了服务器的响应速度,可以解决网络拥塞的问题,能够提高网络的访问效果;2、可以远距离为用户提供完全透明的服务,真正实现与地理位置的无关性;

    3、可以避免各种单点失效(比如:数据中心、服务器、专线故障等引起的单点失效)。

     

    以上就是关于“负载均衡是什么?有什么用?”的相关知识

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  • 什么是负载均衡,为什么要做负载均衡

    万次阅读 多人点赞 2018-06-11 11:13:25
    大家好,我是IT修真院武汉分院第13期的学员石奥林,一枚正直纯洁善良的JAVA程序员今天给大家分享一下,修真院官网JAVA任务6,深度思考中的知识点——什么是负载均衡,为什么要做负载均衡?PPT链接:葵花宝典什么是...

    大家好,我是IT修真院武汉分院第13期的学员石奥林,一枚正直纯洁善良的JAVA程序员

    今天给大家分享一下,修真院官网JAVA任务6,深度思考中的知识点——什么是负载均衡,为什么要做负载均衡?

    PPT链接:葵花宝典


    什么是负载均衡以及为什么要做负载均衡?_腾讯视频


    1.背景介绍

    在网站创立初期,我们一般都使用单台机器对台提供集中式服务,但是随着业务量越来越大,无论是性能上还是稳定性上都有了更大的挑战。这时候我们就会想到通过扩容的方式来提供更好的服务。我们一般会把多台机器组成一个集群对外提供服务。然而,我们的网站对外提供的访问入口都是一个的,比如www.taobao.com。那么当用户在浏览器输入www.taobao.com的时候如何将用户的请求分发到集群中不同的机器上呢,这就是负载均衡在做的事情。

    针对以上情况的解决方案:

    (1) 服务器进行硬件升级:采用高性能服务器替换现有低性能服务器。 该方案的弊端:

    高成本:高性能服务器价格昂贵,需要高额成本投入,而原有低性能服务器被闲置,造成资 源浪费。

    可扩展性差:每一次业务量的提升,都将导致再一次硬件升级的高额成本投入,性能再卓越 的设备也无法满足当前业务量的发展趋势。

    无法完全解决现在网络中面临的问题:如单点故障问题,服务器资源不够用问题等。

    (2) 组建服务器集群,利用负载均衡技术在服务器集群间进行业务均衡。

    该方案的优势: 低成本

    可扩展性:当业务量增长时,系统可通过增加服务器来满足需求,且不影响已有业务,不降 低服务质量

    高可靠性:单台服务器故障时,由负载均衡设备将后续业务转向其他服务器,不影响后续业 务提供,保证业务不中断。

    2.知识剖析

    负载均衡原理

    系统的扩展可分为纵向(垂直)扩展和横向(水平)扩展。纵向扩展,是从单机的角度通过增加硬件处理能力,比如CPU处理能力,内存容量,磁盘等方面,实现服务器处理能力的提升,不能满足大型分布式系统(网站),大流量,高并发,海量数据的问题。因此需要采用横向扩展的方式,通过添加机器来满足大型网站服务的处理能力。比如:一台机器不能满足,则增加两台或者多台机器,共同承担访问压力。这就是典型的集群和负载均衡架构:如下图:

    层负载均衡:
    四层负载均衡工作在OSI模型的传输层,由于在传输层,只有TCP/UDP协议,这两种协议中除了包含源IP、目标IP以外,还包含源端口号及目的端口号。四层负载均衡服务器在接受到客户端请求后,以后通过修改数据包的地址信息(IP+端口号)将流量转发到应用服务器。

    七层负载均衡:
    七层负载均衡工作在OSI模型的应用层,应用层协议较多,常用http、radius、dns等。七层负载就可以基于这些协议来负载。这些应用层协议中会包含很多有意义的内容。比如同一个Web服务器的负载均衡,除了根据IP加端口进行负载外,还可根据七层的URL、浏览器类别、语言来决定是否要进行负载均衡。

    应用集群:将同一应用部署到多台机器上,组成处理集群,接收负载均衡设备分发的请求,进行处理,并返回相应数据。

    负载均衡设备:将用户访问的请求,根据负载均衡算法,分发到集群中的一台处理服务器。(一种把网络请求分散到一个服务器集群中的可用服务器上去的设备)

    负载均衡的作用:

    1.解决并发压力,提高应用处理性能(增加吞吐量,加强网络处理能力);

    2.提供故障转移,实现高可用;

    3.通过添加或减少服务器数量,提供网站伸缩性(扩展性);

    4.安全防护;(负载均衡设备上做一些过滤,黑白名单等处理)

    负载均衡分类:

    根据实现技术不同,可分为DNS负载均衡,HTTP负载均衡,IP负载均衡,反向代理负载均衡、链路层负载均衡等。

    负载均衡算法:

    轮询、 随机、最少链接、Hash(源地址散列)、加权

    硬件负载均衡:

    采用硬件的方式实现负载均衡,一般是单独的负载均衡服务器,价格昂贵,一般土豪级公司可以考虑,业界领先的有两款,F5和A10。

    价格:F5, 15w~55w不等;A10, 55w-100w不等。

    优点:功能全面支持各层级的负载均衡,支持全面的负载均衡算法,支持全局负载均衡。一般软件负载均衡支持到5万级并发已经很困难了,硬件负载均衡可以支持。商用硬件负载均衡稳定性高,具备防火墙,防DDOS攻击等安全功能,提供售后支持。

    3.常见问题

    怎么配置负载均衡?

    4.解决方案

    1.部署至少两台服务器,我选择在本地部署一台jetty、一台tomcat。

    2.在nginx.conf配置文件中http括号内添加如下配置:

    upstream  local_tomcat {

    server    localhost:8088;

    server    localhost:8089;}

    server{

    location / {

    proxy_pass http://local_tomcat;}}

    3.在hosts文件中添加解析域名

    127.0.0.1     local_tomcat

    5.扩展思考

    什么是反向代理负载均衡?


    6.更多讨论



    反向代理(Reverse Proxy)方式是指以代理服务器来接受internet上的连接请求,然后将请求转发给内部网络上的服务器,并将从服务器上得到的结果返回给internet上请求连接的客户端,此时代理服务器对外就表现为一个服务器,该服务器就可称之为代理服务器。由于代理服务器处在最终处理请求访问的服务器之前,因此可以在代理服务器上做负载均衡。

    今天的分享就到这里啦,欢迎大家点赞、转发、留言、拍砖~

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    前期由于公司主机受到攻击,给公司带来了不小的损失,也给用户带来了很大的困扰,由于当时受到攻击后不能快速将服务和应用切换到另外的主机而造成的,公司经过这场风波后,然后就考虑到了用Nginx隐藏相关服务和应用主机,下面我就来具体说说例子。


    一.需要准备主机:

        xx.xxx.xx.1 (WEB应用主机)

        xx.xxx.xx.2 (WEB应用主机)

        xx.xxx.xx.3 (存储相关静态文件主机(例如:图片、静态网页))

        xx.xxx.xx.4 (存储相关静态文件主机(例如:图片、静态网页))


    二.部署WEB应用

        在两台WEB应用主机上部署好自己的WEB应用,即后台进程服务(注:两台主机上的后台进程涉及到修改表操作的,请在一台主机上部署即可,避免重复操作或者重复写表)


    三.安装Nginx服务

        1.在两台文件存储主机上安装nginx(如果有不会安装nginx的同学,请直接查看我写的博客,简单快捷,博客地址:http://blog.csdn.net/rjx512com/article/details/47658971)。

         2.配置nginx

            两台主机上配置的nginx是一样的,都是采用域名重定向的规则来的,随便看一台主机上Nginx的配置

           

         其中一个域名就对应一个配置,我就贴一个域名的配置供大家参考,请大家看看客服系统域名配置(ccs.conf)

           

       /file/目录是指存储的相关静态文件(包括WEB应用中需要的css、js、image以及从应用服务同步过来的静态文件,后面我会跟大家讲解服务器之间的文件同步)。

      ccsapp指的就是WEB应用主机,也就是我上面说的WEB应用主机。


    其实做完上面的工作就已经配置完成了,我想大家更想知道原理,其实原理很简单,首先两台文件存储主机的作用就是作为proxy来用,目的就是为了隐藏应用主机,暴露在外的只是两台静态文件主机。如果用户来攻击静态文件主机,我们就可以快速切换到另外两台静态文件主机,不会有任何影响,前提是另外两台主机和我上面配置的静态文件主机,nginx的配置是完全一致的。然后大家就会问我了,其他的两台静态文件主机怎么能保证文件一致呢,如果不一致的话,切换过去就会有问题了,确实是这样,所以我们首先就要保证静态文件一致。保证静态文件一致的方法其实也很简单,在我之前写的博客中有介绍,如果大家想了解的话,可以看看我之前的博客:http://blog.csdn.net/rjx512com/article/details/47658323

    
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    首先,说明几个知识要点:

    (1)所有3种类型的VMware网络都支持NICTeaming(复习提问:哪3种类型?答:VMkernel,ServiceConsole和VMportgroup)
    (2)uplink连接到那些物理交换机的端口都必须在同一个Broadcastdomain中。(也就是必须在同一个VLAN中,不能跨路由)
    (3)如果uplink要配置VLAN,则每个uplink必须都配置成VLANTrunk并且具有相同的VLAN配置。
    (4)VMware的负载均衡(LoadBalancing)只是出站(Outbound)的负载均衡。(概念类似于HP术语中的TLB。关于HP负载均衡的术语详见拙文《HPNICTeaming技术探讨》,但是它和TLB其实不同,关于这一点,请看后文解释)
    (参考:p192.ScottLowe,《MasteringVMwarevSphere4.0》)
    (5)NICTeaming的LoadBalancing和一些高级路由算法的LoadBalancing不同,它不是按照Teaming中网卡上通过的数据流量来负载均衡,而是根据网卡上的连接(connection)来进行负载均衡。

    【VMware的3种负载均衡】

    VMware的NICTeamingLoadBalancing策略有3种。
    (1)基于端口的负载均衡(默认)
    (2)基于源MAC的负载均衡
    (3)基于IPhash的负载均衡

    201002151266215209600.jpg


    基于端口的负载均衡(RoutebasedontheoriginatingvirtualportID)

    这种方式下,负载均衡是基于vPortID的。一个vPort和Host上的一个pNIC(从vSwitch角度看就是某个uplink)捆绑在一起,只有当这个pNIC失效的时候,才切到另外的pNIC链路上。这种方式的负载均衡只有在vPort数量大于pNIC的数量时才生效。

    什么是vport?一个VM上的vNIC或者某一个VMKernel或者ServiceConsole的某个vswif。用一个图来直观的表述,vPort在下图中显示为vSwitch上左侧的那些绿点。而pNIC在图中显示为右边的vmnicX。(还记得创建一个vSwitch时候,默认的port数是56吗?你可以设置一个vSwitch的Port数为8,24,56,120,248,504或1016,看出什么规律来了没?对的,是2的某次方减8。这是因为VMKernel需要保留8个port的缘故)
    201002151266215170662.gif
    对于VM来说,因为某台VM的vNIC是捆绑在某一个pNIC上的,也就是说这台VM(如果只有一个vNIC的话)对外的数据流量将固定在某一个pNIC上。这种负载均衡是在VM之间的均衡,对于某一台VM而言,其uplink的速率不可能大于单个pNIC的速率。此外,只有当VM的数量足够多,并且这些VM之间的数据流量基本一致的情况下,Host上的NICTeaming的LoadBalancing才较为有效。对于以下这些极端情况,基于端口方式的负载均衡根本不起作用或者效果很差,充其量只能说是一种端口冗余。

    (1)Host上只有一台只具有单vNIC的VM(此时完全没有Loadbalancing)
    (2)Host上的VM数量比pNIC少(比如有4台VM但是Teaming中有5块pNIC,此时有一块pNIC完全没用上,其他每个vNIC各自使用一块pNIC,此时也没有任何负载均衡实现)
    (3)Host上虽然有多台VM,但是99%的网络流量都是某一台VM产生的

    基于源MAC地址的负载均衡RoutebasedonsourceMAChash

    这种方式下,负载均衡的实现是基于源MAC地址的。因为每个vNIC总是具有一个固定的MAC地址,因此这种方式的负载均衡同基于端口的负载均衡具有同样的缺点。同样是要求vPort数量大于pNIC的时候才会有效。同样是vNIC的速率不会大于单个pNIC的速率。

    基于IPHash的负载均衡RoutebasedonIPhash

    这种方式下,负载均衡的实现是根据源IP地址和目的IP地址的。因此同一台VM(源IP地址总是固定的)到不同目的的数据流,就会因为目的IP的不同,走不同的pNIC。只有这种方式下,VM对外的流量的负载均衡才能真正实现。

    不要忘记,VMware是不关心对端物理交换机的配置的,VMware的负载均衡只负责从Host出站的流量(outbound),因此要做到Inbound的负载均衡,必须在物理交换机上做同样IPHash方式的配置。此时,pNIC必须连接到同一个物理交换机上。

    需要注意的是,VMware不支持动态链路聚合协议(例如802.3adLACP或者Cisco的PAgP),因此只能实现静态的链路聚合。(类似于HP的SLB)。不仅如此,对端的交换机设置静态链路聚合的时候也要设置成IPHash的算法。否则这种方式的负载均衡将无法实现。

    比如Cisco3560上的默认Etherchannel的算法是源MAC,因此需要将其修改成源和目的IP。

    首先查看交换机的负载均衡的算法:
    show etherchannel load-balance

    然后用修改负载均衡算法为src-dst-ip
    port-channel load-balance src-dst-ip


    要点:配置IPHash方式pNIC对端的物理交换机端口,要记得关闭802.3adLACP和PAgP以减少这些动态协议带来的不必要网络开销,加快链路在failover时的转换速度。

    这种方式的缺点是,因为pNIC是连接到同一台物理交换机的,因此存在交换机的单点失败问题。(这和HPSLB的缺点一样,详见拙文《 HPNICTeaming技术探讨》)。此外,在点对点的链路中(比如VMotion),2端地址总是固定的,所以基于IPHash的链路选择算法就失去了意义。

    不管采用以上哪一种方法的LoadBalancing,它会增加总聚合带宽,但不会提升某单个连接所获的带宽。为啥会这样?同一个Session中的数据包为啥不能做到LoadBalancing?这是因为网络的7层模型中,一个Session在传输过程中会被拆分成多个数据包,并且到目的之后再重组,他们必须具有一定的顺序,如果这个顺序弄乱了,那么到达目的重组出来的信息就是一堆无意义的乱码。这就要求同一个session的数据包必须在同一个物理链路中按照顺序传输过去。所以,10条1Gb链路组成的10Gb的聚合链路,一定不如单条10Gb链路来的高速和有效。(详见Fraizer: IEEE802.3adLinkAggregation(LAG)-Whatitis,andwhatitisnot)

    【选择】
    那么应该选择哪种NICTeaming方式呢?大拿ScottLowe建议:
    • 如果使用链路聚合,必须设为“RoutebasedonIPhash”

    • 如果不是使用链路聚合,可以设为任何其它设置。大多数情况下,接受默认设置“RoutebasedonoriginatingvirtualportID”是最好的。


    【更好的选择及其缺陷】
    还有没有更好选择?答案是有。Cross-StackLinkAggregation,跨堆叠交换机的链路聚合。

    堆叠交换机通过堆叠线连接在一起,组成一个交换机堆叠栈。堆叠栈中的交换机共享同一个ForwardingTable。
    堆叠交换机组在逻辑上被视作1台交换机,但是在物理上则是2台或多台不同的设备。
    这和NICTeaming是不是很像?
    Teamport在逻辑上是一个端口,但是在物理上却是2个或多个端口。
    (突然想到,在一切都套上“虚拟化”的帽子的今日,不知道以后交换机堆叠技术会不会改名为交换机虚拟化?就像存在了多少年的RAID突然被套上了磁盘虚拟化的帽子一样,笑~~)

    如图,SLB中的2条链路就可以不局限在同一台物理交换机上了,而可以分别连接到2台堆叠在一起的物理交换机上(切记,交换机堆叠必须连成环以保证冗余性)。此时,SLB的最大缺陷——交换机的单点失败就被克服了。这样,就可以既达到容错又达到双向负载均衡的目的了。

    201002151266215285057.jpg

    但是,这种方式的缺点是要求物理交换机具有堆叠能力。很遗憾的是,HP支持工程师告诉我,到目前为止,HP用于c-class刀片服务器机箱的所有以太网交换机都不支持堆叠。(信息获取时间2010年1月,不排除以后HP会提供支持堆叠的刀片交换机)









    本文转自 qq8658868 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/hujizhou/1325422,如需转载请自行联系原作者
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