负载均衡 LVS nginx

LVS

参考来源：https://www.cnblogs.com/gaoxu387/p/7941381.html

四层负载均衡 IP负载均衡技术

工作模式

工作模式	工作原理	优点	缺点
NAT （Network Address Translation）即网络地址转换	请求的报文和响应的报文都需要通过 LB 进行ip地址改写   每台内部的 realserver 服务器的网关地址必须是调度器 LB 的内网地址	集群中的物理服务器可以使用任何支持TCP/IP操作系统，只有负载均衡器需要一个合法的IP地址。	扩展性有限 负载均衡器将成为整个系统的瓶颈
DR 直接路由模式	在调度器 LB 上修改数据包的目的 MAC 地址实现转发   RS 节点和调度器 LB 只能在一个局域网里面（原因：过 MAC 地址改写机制实现转发）   RS 主机需要绑定 VIP 地址在 LO 接口（掩码32 位）上	负载均衡器只是分发请求，应答包通过单独的路由方法返回给客户端   可以使用大多数操作系统做为物理服务器。   DR模式的效率很高，但是配置稍微复杂一点	所有 RS 节点和调度器 LB 只能在一个局域网里面。
TUN 隧道模式	报文的首部再封装一层IP报文,将源地址改为DIP，目标地址改为RIP   所有的 realserver 机器上面绑定 VIP 的 IP 地址   不需要 lvs vip 跟 realserver 在同一个网段内	负载均衡器只负责将请求包分发给后端节点服务器，而RS将应答包直接发给用户	RS节点需要合法IP，这种方式需要所有的服务器支持”IP Tunneling”(IP Encapsulation)协议，服务器可能只局限在部分Linux系统上。

LVS调度算法

在内核中的连接调度算法上，IPVS已实现了以下八种调度算法：

• 轮叫调度（Round-Robin Scheduling）

• 加权轮叫调度（Weighted Round-Robin Scheduling）

• 最小连接调度（Least-Connection Scheduling）

• 加权最小连接调度（Weighted Least-Connection Scheduling）

• 基于局部性的最少链接（Locality-Based Least Connections Scheduling）

• 带复制的基于局部性最少链接（Locality-Based Least Connections with Replication Scheduling）

• 目标地址散列调度（Destination Hashing Scheduling）

• 源地址散列调度（Source Hashing Scheduling）

 

问题	答案
Nginx	免费的，开源的，高性能的 HTTP 服务器和反向代理，是一个Web服务器，也可以用作负载均衡器和 HTTP 缓存
Nginx 整体架构 参考： https://mp.weixin.qq.com/s/1LG91dzPVcWLmRUrT3wUiA	一个主进程（master）：不处理网络请求，主要负责调度工作进程（加载配置、启动工作进程、非停升级）   多个工作进程（worker）：处理网络请求及响应，每个 worker 进程都可以同时处理数以千计的网络请求 。
Nginx 模块化设计	核心模块 ：提供错误日志记录 、 配置文件解析 、 事件驱动机制 、 进程管理 等核心功能。 标准HTTP模块：提供 HTTP 协议解析相关的功能，比如：端口配置 、 网页编码设置 、 HTTP响应头设置 等等。 可选HTTP模块：主要用于扩展标准的 HTTP 功能，让 Nginx 能处理一些特殊的服务，比如： Flash 多媒体传输 、解析 GeoIP 请求 邮件服务模块：用于支持 Nginx 的 邮件服务 ，包括对 POP3 协议、 IMAP 协议和 SMTP协议的支持。 第三方模块：是为了扩展 Nginx 服务器应用，完成开发者自定义功能，比如： Json 支持、 Lua 支持等。
Nginx的请求方式处理	多进程机制：主进程生成一个 子进程出来和客户端建立连接进行交互 好处：各个进程之间相互独立 ，不需要加锁，降低编程的复杂度，降低开发成本；进程互相之间不会影响，确保服务不会中断，从而将风险降到最低。 坏处：操作系统生成一个 子进程 需要进行 内存复制 等操作，在 资源 和 时间 上会产生一定的开销。当有 大量请求 时，会导致 系统性能下降 。   异步非阻塞机制：每个 工作进程 使用 异步非阻塞方式 ，可以处理多个客户端请求 。 工作进程 接收到客户端的请求以后，调用 IO 进行处理，如果不能立即得到结果，就去处理其他请求 （即为非阻塞 ），而客户端在此期间也无需等待响应 ，可以去处理其他事情（即为异步 ） 当 IO 返回时，就会通知此工作进程，该进程得到通知，暂时挂起当前处理的事务去 响应客户端请求 。
Nginx事件驱动模型	事件收集器：负责收集 worker 进程的各种 IO 请求； 事件发送器：负责将 IO 事件发送到 事件处理器 ； 事件处理器：负责各种事件的 响应工作 。
Nginx进程处理模型	主程序Master process启动后，通过一个 for 循环来接收和处理外部信号 主进程通过 fork() 函数产生 worker 子进程 ，每个 子进程 执行一个 for 循环来实现 Nginx 服务器 对事件的接收 和 处理

Keepalived

基于VRRP协议((Virtual Router Redundancy Protocol ,虚拟路由器冗余协议）)来实现的LVS服务高可用方案，可以利用其来避免单点故障。一个LVS服务会有2台服务器运行Keepalived，一台为主服务器（MASTER），一台为备份服务器（BACKUP），但是对外表现为一个虚拟IP，主服务器会发送特定的消息给备份服务器，当备份服务器收不到这个消息的时候，即主服务器宕机的时候， 备份服务器就会接管虚拟IP，继续提供服务，从而保证了高可用性。

Keepalived服务的工作原理：

　　Keepalived高可用对之间是通过 VRRP进行通信的， VRRP是通过竞选机制来确定主备的，主的优先级高于备，因此，工作时主会优先获得所有的资源，备节点处于等待状态，当主挂了的时候，备节点就会接管主节点的资源，然后顶替主节点对外提供服务。

　　在 Keepalived服务对之间，只有作为主的服务器会一直发送 VRRP广播包,告诉备它还活着，此时备不会枪占主，当主不可用时，即备监听不到主发送的广播包时，就会启动相关服务接管资源，保证业务的连续性.接管速度最快可以小于1秒。