Web基础架构：负载均衡

需求描述：

        1.可伸缩性：当服务的负载增长时，系统能被扩展来满足需求，且不降低服务质量。

        2.高可用性：尽管部分硬件和软件会发生故障，整个系统的服务必须是7*24可用。

        3.可管理性：整个系统可能在物理上很大，但应该容易管理。

        4.价格有效性：整个系统实现应该是经济的、易支付的。

 集群系统在成本消息上的高度可扩展性正是实现需求的有效思路。

负载均衡是由多台服务器以对称的方式组成一个服务器集合，每台服务器都具有等价的地位，都可以单独对外提供服务而无须其他服务器的辅助。

负载均衡设备的任务就是作为应用服务器流量的入口，挑选最合适的一台服务器，将客户端的请求转发给它处理，实现客户端到真实服务端的透明转发。在客户端看来，就好像它面对的是一个拥有近乎无限能力的服务器，而本质上，真正提供服务的是后端的集群。



负载均衡的分类：

负载均衡可以使用硬件设备实现，也可以使用软件来实现。

常见的硬件有比较昂贵的F5和Array等商用的负载均衡器，它的优点就是有专业的维护团队来对这些服务进行维护、缺点就是贵。

软件的费用比较低廉，一般对软件负载均衡的使用是随着网站规模的不同来使用的。具体的应用需求还得具体分析，如果是中小型的Web应用，比如日PV(page view)小于1000万，用Nginx就完全可以了；如果机器少，可以用DNS轮询，LVS所耗费的机器还是比较多的；大型网站或重要的服务，可以考虑用LVS。

Nginx

http://network.51cto.com/art/201005/198212_all.htm

1.Nginx对网络的依赖非常小，理论上能ping通就就能进行负载功能，这个也是它的优势所在；

2.Nginx安装和配置比较简单，测试起来比较方便；

3.可以承担高的负载压力且稳定，一般能支撑超过几万次的并发量；

4.Nginx可以通过端口检测到服务器内部的故障，比如根据服务器处理网页返回的状态码、超时等等，并且会把返回错误的请求重新提交到另一个节点，不过其中缺点就是不支持url来检测；

5.实现了可弹性化的架构，在压力增大时可以临时添加tomcat服务器到架构中。

Nginx负载均衡设置：

IP地址

Nginx(主负载均衡器)：192.168.1.106

Nginx(从负载均衡器)：192.168.1.107

VIP地址：192.168.1.108

Tomcat1的IP：192.168.1.102

Tomcat2的IP：192.168.1.103

Tomcat3的IP：192.168.1.105

①首先分别在3台tomcat主机上布置java环境,安装tomcat。

②分别在二台nginx负载均衡器上安装nginx及配置。

③在二台Nginx机上安装及配置keepalived,做双机互备｡

 

keepalived的作用是检测服务器的状态，如果有一台web服务器宕机，或工作出现故障，Keepalived将检测到，并将有故障的服务器从系统中剔除，同时使用其他服务器代替该服务器的工作，当服务器工作正常后Keepalived自动将服务器加入到服务器群中，这些工作全部自动完成，不需要人工干涉，需要人工做的只是修复故障的服务器。

 

LVS(Linux Virtual Server)

http://network.51cto.com/art/201110/298992.htm

LVS采用IP负载均衡技术和基于内容请求分发技术。调
4000
度器具有很好的吞吐率，将请求均衡地转移到不同的服务器上执行，且调度器自动屏蔽掉服务器的故障，从而将一组服务器构成一个高性能的、高可用的虚拟服务器。整个服务器集群的结构对客户是透明的，而且无需修改客户端和服务器端的程序。

特点：

1.负载能力强，在负载均衡软件里性能最强；

2.配置性比较低，这是一个缺点也是一个优点，因为没有可太多配置的东西，所以并不需要太多接触，大大减少了人为出错的几率；

3.工作稳定，自身有完整的双机热备方案，如LVS+Keepalived和LVS+Heartbeat，不过我们在项目实施中用得最多的还是LVS/DR+Keepalived；

4.无流量，保证了均衡器IO的性能不会收到大流量的影响；

5.应用范围比较广，可以对所有应用做负载均衡；

6.如果是网站应用比较庞大的话，实施LVS/DR+Keepalived起来就比较复杂了，特别后面有Windows Server应用的机器的话，如果实施及配置还有维护过程就比较复杂了，相对而言，Nginx/HAProxy+Keepalived就简单多了。

LVS集群结构

LVS主要组成部分：

1.负载调度器，它是整个集群对外面的前端机，负责将客户的请求发送到一组服务器上执行，而客户认为服务是来自一个IP地址(我们可称之为虚拟IP地址)上的。

2.服务器池，是一组真正执行客户请求的服务器，执行的服务器一般有WEB、MAIL、FTP和DNS等。

3.共享存储，它为服务器池提供一个共享的存储区，这样易使得服务器池拥有相同的内容，提供相同的服务。

LVS负载均衡方式：

1.Virtual Server via Network Address Translation NAT(VS/NAT)

2.Virtual Server via IP Tunneling(VS/TUN)

3.Virtual Server via Direct Routing(VS/DR)