服务器负载均衡的作用

服务器负载均衡的作用,第1张

随着网站、应用访问量的增加,一台服务器租用已经不能满足应用的需求,而需要多台服务器集群,这时就会用到负载均衡,那么负载均衡优点是什么呢呢,今天南昌壹基比小小喻下面为大家讲解一下:

服务器负载均衡有哪些优点:

• 负载均衡优化了访问请求在服务器组之间的分配,消除了服务器之间的负载不平衡,从而提高了系统的反应速度与总体性能;

• 负载均衡可以对服务器的运行状况进行监控,及时发现运行异常的服务器,并将访问请求转移到其它可以正常工作的服务器上,从而提高服务器组的可靠性采用了负均衡器器以后,可以根据业务量的发展情况灵活增加服务器,系统的扩展能力得到提高,同时简化了管理。

负载均衡器有多种多样的形式,除了作为独立意义上的负载均衡器外,有些负载均衡器集成在交换设备中,置于服务器与Internet链接之间,有些则以两块网络适配器将这一功能集成到PC中,一块连接到Internet上,一块连接到后端服务器群的内部网络上。

一般而言,硬件负载均衡在功能、性能上优于软件方式,不过成本昂贵。当Web服务器为图像服务、SSL(安全套接层)会话或数据库事务而进行优化时,负载均衡器可以体现特别的价值。

当需要进行服务器升级或系统维护时,保证稳定的服务器退出服务以避免服务中断。当选定某台服务器要退出服务后,将不会将任何新的用户分配到该服务器。但是,它可以要该服务器完成对当前用户的服务。从而保证了无中断的优质服务,并且简化了服务器群的管理。

智能的服务器服务恢复:

将重新启动的服务器应用到服务中时,避免新服务器因突然出现的流量冲击导致系统故障是非常重要的。所以,在将新服务器引入服务器群时,将逐渐地增加分配到该服务器的流量,直至达到其完全的处理能力。从而不仅保证用户在服务器退出服务时,同时还保证服务器在启动期间以及应用程序开始时,均能获得不间断服务。

1、集群是什么?

① 集群(cluster)技术是一种较新的技术,通过集群技术,可以在付出较低成本的情况下获得在性能、可靠性、灵活性方面的相对较高的收益,其任务调度则是集群系统中的核心技术。

② 集群是一组相互独立的、通过高速网络互联的计算机,它们构成了一个组,并以单一系统的模式加以管理。一个客户与集群相互作用时,集群像是一个独立的服务器。

③ 集群组成后,可以利用多个计算机和组合进行海量请求处理( 负载均衡 ),从而获得很高的处理效率,也可以用多个计算机做备份(高可用),使得任何一个机器坏了整个系统还是能正常运行。集群在目前互联网公司是必备的技术,极大提高互联网业务的可用性和可缩放性。

2、负载均衡集群技术

① 负载均衡(Load Balance):负载均衡集群为企业需求提供了可解决容量问题的有效方案。负载均衡集群使负载可以在计算机集群中尽可能平均地分摊处理。

② 负载通常包括应用程序处理负载和网络流量负载。这样的系统非常适合向使用同一组应用程序的大量用户提供服务。每个节点都可以承担一定的处理负载,并且可以实现处理负载在节点之间的动态分配,以实现负载均衡。对于网络流量负载,当网络服务程序接受了高入网流量,以致无法迅速处理,这时,网络流量就会发送给在其它节点上运行的网络服务程序。也可根据服务器的承载能力,进行服务请求的分发,从而使用户的请求得到更快速的处理。

3、负载均衡集群技术的实现

负载均衡(Load Balance)

负载均衡技术类型:基于 4 层负载均衡技术和基于 7 层负载均衡技术

负载均衡实现方式:硬件负载均衡设备或者软件负载均衡

硬件负载均衡产品: F5 BIG-IP 、Citrix Netscaler  、深信服 、Array 、Radware

软件负载均衡产品: LVS (Linux Virtual Server)、 Haproxy、Nginx、Ats(apache traffic server)

4、实现效果如图

5、负载均衡分类

负载均衡根据所采用的设备对象( 软/硬件负载均衡 ),应用的OSI网络层次( 网络层次上的负载均衡 ),及应用的地理结构( 本地/全局负载均衡 )等来分类。本文着重介绍的是根据应用的 OSI 网络层次来分类的两个负载均衡类型。

我们先来看一张图,相信很多同学对这张图都不陌生,这是一张网络模型图,包含了 OSI 模型及 TCP/IP 模型,两个模型虽然有一点点区别,但主要的目的是一样的,模型图描述了通信是怎么进行的。它解决了实现有效通信所需要的所有过程,并将这些过程划分为逻辑上的层。层可以简单地理解成数据通信需要的步骤。

根据负载均衡所作用在 OSI 模型的位置不同,负载均衡可以大概分为以下几类:

二层负载均衡(mac)

根据OSI模型分的二层负载,一般是用虚拟mac地址方式,外部对虚拟MAC地址请求,负载均衡接收后分配后端实际的MAC地址响应。

三层负载均衡(ip)

一般采用虚拟IP地址方式,外部对虚拟的ip地址请求,负载均衡接收后分配后端实际的IP地址响应。

四层负载均衡(tcp)

在三层负载均衡的基础上,用ip+port接收请求,再转发到对应的机器。

七层负载均衡(http)

根据虚拟的url或IP,主机名接收请求,再转向相应的处理服务器。

在实际应用中,比较常见的就是四层负载及七层负载。这里也重点说下这两种负载。

6、四层负载均衡(基于IP+端口的负载均衡)

所谓四层负载均衡,也就是主要通过报文中的目标地址和端口,再加上负载均衡设备设置的服务器选择方式,决定最终选择的内部服务器。

layer4

1.在三层负载均衡的基础上,通过发布三层的IP地址(VIP),然后加四层的端口号,来决定哪些流量需要做负载均衡,对需要处理的流量进行NAT处理,转发至后台服务器,并记录下这个TCP或者UDP的流量是由哪台服务器处理的,后续这个连接的所有流量都同样转发到同一台服务器处理。

2.以常见的TCP为例,负载均衡设备在接收到第一个来自客户端的SYN 请求时,即通过上述方式选择一个最佳的服务器,并对报文中目标IP地址进行修改(改为后端服务器IP),直接转发给该服务器。TCP的连接建立,即三次握手是客户端和服务器直接建立的,负载均衡设备只是起到一个类似路由器的转发动作。在某些部署情况下,为保证服务器回包可以正确返回给负载均衡设备,在转发报文的同时可能还会对报文原来的源地址进行修改。

3.对应的负载均衡器称为四层交换机(L4 switch),主要分析IP层及TCP/UDP层,实现四层负载均衡。此种负载均衡器不理解应用协议(如HTTP/FTP/MySQL等等)要处理的流量进行NAT处理,转发至后台服务器,并记录下这个TCP或者UDP的流量是由哪台服务器处理的,后续这个连接的所有流量都同样转发到同一台服务器处理。

4.实现四层负载均衡的软件有:

F5:硬件负载均衡器,功能很好,但是成本很高。

lvs:重量级的四层负载软件

nginx:轻量级的四层负载软件,带缓存功能,正则表达式较灵活

haproxy:模拟四层转发,较灵活

7、七层的负载均衡(基于虚拟的URL或主机IP的负载均衡)

所谓七层负载均衡,也称为“内容交换”,也就是主要通过报文中的真正有意义的应用层内容,再加上负载均衡设备设置的服务器选择方式,决定最终选择的内部服务器。

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1.在四层负载均衡的基础上(没有四层是绝对不可能有七层的),再考虑应用层的特征,比如同一个Web服务器的负载均衡,除了根据VIP加80端口辨别是否需要处理的流量,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。举个例子,如果你的Web服务器分成两组,一组是中文语言的,一组是英文语言的,那么七层负载均衡就可以当用户来访问你的域名时,自动辨别用户语言,然后选择对应的语言服务器组进行负载均衡处理。

2.以常见的TCP为例,负载均衡设备如果要根据真正的应用层内容再选择服务器,只能先代理最终的服务器和客户端建立连接(三次握手)后,才可能接受到客户端发送的真正应用层内容的报文,然后再根据该报文中的特定字段,再加上负载均衡设备设置的服务器选择方式,决定最终选择的内部服务器。负载均衡设备在这种情况下,更类似于一个 代理服务器 。负载均衡和前端的客户端以及后端的服务器会分别建立TCP连接。所以从这个技术原理上来看,七层负载均衡明显的对负载均衡设备的要求更高,处理七层的能力也必然会低于四层模式的部署方式。

3.对应的负载均衡器称为七层交换机(L7 switch),除了支持四层负载均衡以外,还有分析应用层的信息,如HTTP协议URI或Cookie信息,实现七层负载均衡。此种负载均衡器能理解应用协议。

4.实现七层负载均衡的软件有:

haproxy:天生负载均衡技能,全面支持七层代理,会话保持,标记,路径转移;

nginx:只在http协议和mail协议上功能比较好,性能与haproxy差不多;

apache:功能较差

Mysql proxy:功能尚可。

8、四层负载与七层负载的区别

举个例子形象的说明:四层负载均衡就像银行的自助排号机,每一个达到银行的客户根据排号机的顺序,选择对应的窗口接受服务;而七层负载均衡像银行大堂经理,先确认客户需要办理的业务,再安排排号。这样办理理财、存取款等业务的客户,会根据银行内部资源得到统一协调处理,加快客户业务办理流程。

总结:从上面的对比看来四层负载与七层负载最大的区别就是效率与功能的区别。四层负载架构设计比较简单,无需解析具体的消息内容,在网络吞吐量及处理能力上会相对比较高,而七层负载均衡的优势则体现在功能多,控制灵活强大。在具体业务架构设计时,使用七层负载或者四层负载还得根据具体的情况综合考虑。

2、Haproxy 实现四层负载

你问的应该是服务器多网卡负载均衡吧。

说通俗点就是多个网卡协同工作,可以把上限值拉的很高,比如正常来说,一般标配服务器是四网口的千兆口。

那么设置四个网口负载均衡以后就可以达到1000+1000+1000+1000=4000Mbps的上下限速率,而且可以互相协调运行,就是1网口正在忙,可以让2网口3网口接替传输工作,或者是1和2负责上行数据,3和4负责下行数据,这个取决于相关业务软件的参数配置。

以上就是负载均衡我个人的理解

想详细了解的话,可以移步这里:

https://baike.baidu.com/item/%E8%B4%9F%E8%BD%BD%E5%9D%87%E8%A1%A1/932451?fr=aladdin


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