互联网接入系统内的负载均衡系统可以解决哪些问题

互联网接入系统内的负载均衡系统可以解决并发压力，提高应用处理性能（增加吞吐量，加强网络处理能力）；提供故障转移，实现高可用；通过添加或减少服务器数量，提供网站伸缩性（扩展性）；安全防护（负载均衡设备上做一些过滤，黑白名单等处理）。

实现负载均衡可以从硬件和软件两方面着手，在硬件上我们可以使用F5等负载均衡器，在软件上我们可以使用LVS、Nginx、HaProxy等负载均衡软件。使用硬件性能强悍，使用软件灵活智能。

用户请求数据包，到达负载均衡服务器后，负载均衡服务器在 *** 作系统内核进程获取网络数据包，根据负载均衡算法得到一台真实服务器地址，然后将请求目的地址修改为获得的真实IP地址，不需要经过用户进程处理。 真实服务器处理完成后，响应数据包回到负载均衡服务器，负载均衡服务器，再将数据包源地址修改为自身的IP地址，发送给用户浏览器。

负载均衡的原理

1、利用DNS，通过使用域名解析实现负载均衡

配置多个A 记录，这些A记录对应的服务器构成集群。大型网站总是部分使用DNS解析，作为第一级负载均衡。 显而易见，使用这种方式的负载均衡的控制权在域名商那里，不易拓展，并且用这种方式的负载不能很好的分流，有可能造成所有的请求都集中到一个节点上。不过，若作为第一层的负载均衡的确是个好办法。

2、利用>

当>

三种机制的优点，及这些机制的四种配置方法和架构方式。
三种转发机制的优缺点
◆Virtual Server via NAT
VS/NAT 的优点是服务器可以运行任何支持TCP/IP的 *** 作系统，它只需要一个IP地址配置在LVS主机上，服务器组可以用私有的IP地址。缺点是它的扩充能力有限，当服务器结点数目升到20时，LVS主机本身有可能成为系统的新瓶颈，因为在VS/NAT中请求和响应封包都需要通过负载平衡LVS主机。在 Pentium 166主机上测得重写封包的平均延时为60us，假设TCP封包的平均长度为536 Bytes，则LVS主机的最大吞吐量为893 MBytes/s。再假设每台服务器的吞吐量为600KBytes/s，这样一个LVS主机可以带动16台服务器。
◆Virtual Server via IP Tunneling
在VS/TUN 的集群系统中，负载平衡LVS主机只将请求分配到不同的实际服务器，实际服务器将应答的资料直接返回给用户。这样，负载平衡LVS主机就可以处理巨量的请求，而不会成为系统的瓶颈。即使负载平衡LVS主机只有100Mbps的全双工网卡，虚拟服务器的最大吞吐量可以达到几Gbps。所以，VS/TUN可以极大地增加负载平衡LVS主机分配的服务器数量，它可以用来构建高性能超级服务器。VS/TUN技术对服务器的要求是所有的服务器必须支持"IP Tunneling"或者"IP Encapsulation"协议。目前，VS/TUN 的后端服务器主要运行Linux *** 作系统。因为"IP Tunneling"正成为各个 *** 作系统的标准协议，所以VS/TUN也会适用运行其它 *** 作系统的后端服务器。
◆Virtual Server via Direct Routing
同VS/TUN 一样，VS/DRLVS主机只处理客户到服务器端的连接，响应资料可以直接从独立的网络路由返回给客户。这可以极大地提高LVS集群系统的伸缩性。同 VS/TUN相比，这种方法没有IP隧道的开销，但是要求负载平衡LVS主机与实际服务器都有一块网卡连在同一物理网段上，服务器网络设备或者设备别名不作 ARP 响应。
四种分配方法(Load-balancing Methods)
不同的分配方法建构LVS主机成四种不同的排程
负载平衡排程是以连接为单位的。在>

分布式：服务分散部署在不同服务器组成一个整体应用，分散压力，解决高并发。

假设访问量特别大，就可以做成分布式，将一个大项目拆分出来单独运行。跟cdn一样的机制。

Redis分布式：将redis中的数据分布到不同的服务器上，每台服务器存储不同内容。Mysql集群是每台服务器都存放相同数据。分布式部署：系统应用部署在2台或以上服务器或虚拟机上，服务间通过RPC、WCF(包含WebService）等交互，即可称作分布式部署。微服务也算作分布式的一种，反之则不然。分布式优点:1、将模块拆分，使用接口通信，降低模块之间的耦合度。2、将项目拆分成若干个子项目，不同团队负责不同子项目。3、增加功能时只需再加一个子项目，调用其它系统接口即可。4、可灵活进行分布式部署。5、提高代码的复用性，比如service层，如果不采用分布式rest服务方式架构，在手机Wap商城、微信商城、PC、Android、ios每个端都要写一个service层逻辑，开发量大，难以维护和一起升级，此时可采用分布式rest服务方式共用一个service层。缺点：系统之间交互要使用远程通信，接口开发增大工作量，但利大于弊。微服务：可单独部署运行的微小服务，一个服务只完成单一功能分散能力，服务之间通过RPC等交互，至少有一个数据库。用户量过大高并发时，建议将应用拆解为多个子系统，各自隔离，独立负责功能。缺点：服务数量大，后期运维较难。分布式、微服务区别：分布式依赖整体组合，是系统的部署方式；微服务是架构设计方式，粒度更小，服务之间耦合度更低。独立小团队负责，敏捷性更高。集群：多台服务器复制部署相同应用，由负载均衡共同对外提供服务，逻辑功能仍是单体应用。项目如果跑在一台机器上，这台机器如果出现故障，或者用户请求量比较高一台机器支撑不住，网站可能就访问不了。那怎么解决呢？就需要使用多台机器，复制部署一样的程序，让几个机器同时运行网站。那怎么分发请求到所有机器上？所以负载均衡的概念就出现了。负载均衡：将请求分发以分摊服务器压力。基于反向代理能将所有的请求根据指定的策略算法，分发到不同的服务器上。实现负载均衡常用Nginx、LVS。负载均衡服务器出现问题了怎么办？所有冗余的概念就出现了。冗余：两台或多台服务器，一个主服务器，一个从服务器。假设一个主服务器的负载均衡服务器出现问题，从服务器能替代主服务器来继续负载均衡。实现的方式就是使用Keepalive来抢占虚拟主机。双机双工模式：目前Cluster（集群）的一种形式，两台服务器均为活动状态，同时运行相同的应用，保证整体的性能，也实现了负载均衡和互为备份。WEB服务器或FTP服务器等用此种方式比较多。实现多台服务器代码（文件）同步方案：1、负载均衡中实现代码同步rsync。2、rsync+inotify逐一文件监听并实时同步。3、实现redis共享session。

关于LVS负载均衡

一、什么是负载均衡：

    负载均衡集群提供了一种廉价、有效、透明的方法，来扩展网络设备和

服务器的负载、带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力，提高网络的灵活性

和可用性。

二、搭建负载均衡服务的需求：

1）把单台计算机无法承受的大规模的并发访问或者数据流量分担到多台节点设备上

分别处理，减少用户等待响应的时间，提升用户体验。

2）单个重负载的运算分担到多台节点设备上做并行处理，每个节点设备结束后，

将结果汇总，返回给用户，系统处理能力得到大幅度提升。

3）724的服务保证，任意一个或多个有限节点设备宕机，要求不能影响业务。

三、LVS的介绍：

    LVS是Linux Virtual Server的简写，即Linux虚拟服务器，是一个虚拟的服务器

集群系统，可以在UNIX/LINUX平台下实现负载均衡集群功能。

    该项目是在1998年5月由章文嵩博士组织成立的，是中国国内最早出现的自由

软件项目之一。

四、关于LVS的配置使用：

    LVS负载均衡调度技术是在Linux内核中实现的，因此，被称为Linux

虚拟服务器。我们使用该软件配置LVS时候，不能直接配置内核中的ipvs，

而需要使用ipvs的管理工具ipvsadm进行管理，ipvs的管理工具ipvsadm管理ipvs。

五、LVS技术点小结：

1）真正实现负载均衡的工具是ipvs，工作在linux内核层面。

2）LVS自带的ipvs管理工具是ipvsadm。

3）keepalived实现管理ipvs及对负载均衡器的高可用。

4）Red hat工具Piranha WEB管理实现调度的工具ipvs。

六、LVS体系结构与工作原理：

1）LVS集群负载均衡接收服务的所有入站客户端计算机请求，并根据调度算法决定哪个集群节点应该处理回复请求。

负载均衡（LB）有时也被称为LVS Director(简称 Director)

2）LVS虚拟服务器的体系结构如下图，一组服务器通过高速的局域网或者地理分布

的广域网相互连接，在他们的前端有一个负载调度器（Load Balancer）。负载调度器能

无缝地将网络请求调度到真正的服务器上，从而使得服务器集群的结构对客户是透明的，

客户访问集群系统提供的网络服务就像访问一台高性能、高可用的服务器一样。客户程序

不受服务器集群的影响不需做任何修改。系统的伸缩性通过在服务集群中透明地加入和删除

一个节点来达到，通过检测节点或服务进程故障和正确的重置系统达到高可用性。由于我们的负载调度技术在

linux内核中实现的，我们称之为linux虚拟服务器（Linux Virtual Server）。

七、LVS社区提供了一个命名的约定：

名称：                              缩写         

虚拟IP地址（Virtual IP Address）    VIP

说明：VIP为Director用于向客户端计算机提供服务的ip地址，

比如：>负载均衡，其英文简称Load Balancing，是一种计算机技术。用来在多个计算机（计算机集群）、网络连接、CPU、磁盘驱动器或其他资源中分配负载，以达到最优化资源使用、最大化吞吐率、最小化响应时间、同时避免过载的目的。宏观上的意思是将负载（工作任务，访问请求）进行平衡、分摊到多个 *** 作单元（服务器，组件）上进行执行以解决高性能，单点故障（高可用），扩展性（水平伸缩）等高流量下常见的问题。

由于载均衡技术是要对网络传输中的报文控制，因此会涉及到网络七层模型，因此负载均衡分类可以按照网络层次进行分类，比如二层、三层、四层、七层负载均衡。其中最常见的是四层和七层负载均衡。此外，还有其他方面进行分类的，有软件负载均衡、硬件负载均衡等。

负载均衡服务器对外依然提供一个VIP（虚IP），集群中不同的机器采用相同IP地址，但是机器的MAC地址不一样。当负载均衡服务器接受到请求之后，通过改写报文的目标MAC地址的方式将请求转发到目标机器实现负载均衡。

和二层负载均衡类似，负载均衡服务器对外依然提供一个VIP（虚IP），但是集群中不同的机器采用不同的IP地址。当负载均衡服务器接受到请求之后，根据不同的负载均衡算法，通过IP将请求转发至不同的真实服务器。

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。

七层负载均衡工作在 OSI 模型的应用层，应用层协议较多，常用 >

负载均衡架构部分转自 58沈剑 [架构师之路]( >