nginx和lvs各自的优劣以及适合的使用环境

nginx和lvs各自的优劣以及适合的使用环境

        在最开始呢，咱们先说一下什么叫负载均衡，负载均衡呢，就是将一批请求，根据请求的内容，分发到不同的后端去进行相应的处理，从而提供负载分担，主备切换等功能。  

            对于不同的负载均衡软件，有不同的流量分发算法，今天，我们最市面上比较主流的两种负载均衡做一个对比，看看他们分别的优缺点，以及在很多情况下如何去做配合。

【四层和七层】

       首先，说说四层和七层的区别；   

             四层负载均衡，指的是IP+端口的负载均衡；
                七层负载均衡，指的是基于WEB请求，URL等应用层信息的负载均衡。
                当然，同理，还有基于MAC地址的二层负载均衡和基于IP地址的三层负载均衡。
                四层负载均衡，主要分析IP层和TCP/UDP层。
                七层负载均衡，要分析应用层协议，比如HTTP协议，URL，cookie等信息。

【关于LVS】
        LVS的负载能力很强，因为其工作模式非常简单，仅进行请求的分发，而且其工作在第四层，没有流量，在效率方面最高。
        LVS是在四层，可以对几乎所有的应用作负载均衡。
        但是LVS对于故障后端感知并不敏感，比如在DR模式下，要是有一个后端服务器没有配置VIP，就会导致请求的一部分数据会直接丢失。
        且LVS对于网络环境的稳定性要求较高，如果请求失败了，只能依赖于前端的应用自身的重试机制，负载均衡不对请求进行重新下发。
        而且LVS也很受限于网络架构，在设计之初就要考虑到网络架构是否满足LVS负载的前置条件。 

【关于nginx】
        同样的，nginx也可以用于负载均衡，但是由于nginx需要对源端/目的端都建立连接，所以处理流量的速度受限于机器I/O，CPU内存等一系列配置，所以nginx的负载能力相对较差。
        nginx安装，配置都比较简单，与LVS对比，nginx不需要很严格的网络架构，只要网络可以联通即可。
        且nginx自身的重试机制，可以保证请求下发失败之后，会重新下发到健康的后端上。
        但是，nginx因为没有现成的热备机制，所以，存在单点故障的问题，一般需要搭配keepalived使用。
        不过，nginx作为一款应用层负载均衡（后来引入stream模块之后，四层也支持了），可以提供负载分担，贮备切换，HTTPS写在，带宽限速，隐藏真实IP，隐藏真实端口，屏蔽攻击等能力，这是LVS所不能提供的。

【对比】
        lvs和nginx都是现在很主流的负载均衡方式，他们各有优缺点，在生产环境需要根据其特点做选择。

  LVS Nginx   四层 四层/七层 抗负载能力 强 弱 配置性 可配置性低 同时也减少了人为出错的概率 可配置性高 可以配置一些高级功能 稳定性 稳定性高 有完整的双机热备方案 稳定性低，有单机故障 无现成的双机热备方案 网络架构依赖 强依赖 非常依赖网络架构设计 当然可以采用比较简单的NAT方式解决此问题 无依赖 网络稳定性依赖 依赖 数据包分发到坏的后端，不会重新分发，会直接返回错误 不依赖 数据包分发到坏的后端并返回错误后，会尝试重新分发到健康的后端 网络流量 仅请求流量经过lvs的网络，响应流量由后端服务器的网络返回。 FULL_NAT同Nginx。 所有的请求和响应流量都会经过nginx 宿主机性能要求 要求较低 lvs仅仅做分发请求，流量并不从它本身出去，所以瓶颈仅仅受限于网络带宽和网卡性能 要求较高 因为nginx需要对源端和目的端都单独建立连接，中间还涉及到一些数据包的解析处理，所以依赖宿主机的I/O性能和CPU内存 转发方式 同步转发 lvs服务器接收到请求之后，立即redirect到一个后端服务器，由客户端直接和后端服务器建立连接。 异步转发 在保持客户端连接的同时，发起一个相同内容的新请求到后端，等后端返回结果后，由nginx返回给客户端 其他   支持rewrite重写规则：能够根据域名、url的不同，将http请求分到不同的后端服务器群组。 节省带宽：支持gzip压缩，可以添加浏览器本地缓存的header头。

【两者配合】

        在使用上，一般最前端所采取的的策略应是lvs，也就是dns的指向应为lvs均衡器，主要原因在于nginx虽然功能强大，但是当作为后端的服务器规模庞大时，nginx的网络带宽就成了一个巨大的瓶颈。
        但是当lvs作为负载均衡的话，一旦后端接受到请求的服务器出了问题，那么这次请求就失败了。        
        所以在很多情况下，nginx会作为lvs的节点进行负载均衡，这样，既可以避免nginx的性能造成很严重的带宽瓶颈，也可以利用nginx的错误重传避免lvs一锤子买卖，还能利用nginx的各种高级功能，包括https卸载，报文头修改等。

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