LVS和Nginx实现负载均衡功能的比较

1.负载均衡的概念
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，都可以单独对外供应效力而无须其他服务器的辅助。经过某种负载分管技术，将外部发送来的央求均匀分配到对称结构中的某一台服务器上，而接收到央求的服务器独登时回应客户的央求。均衡负载可以平均分配客户央求到服务器列阵，籍此供应快速获取重要数据，解决很多并发访问效力问题。这种群集技术可以用最少的出资取得接近于大型主机的性能。

2.大数据高并发环境下使用负载均衡的必要性
负载均衡技术根据现有网络结构，供应了一种扩展服务器带宽和增加服务器吞吐量的廉价有用的方法，加强了网络数据处理能力，提高了网络的灵活性和可用性。负载均衡的运用，可以有用地解决网络拥塞问题，可以就近供应效力，完结地理位置无关性(异地负载均衡)。同时，这项技术还能提高服务器的响应速度，提高服务器及其他资源的利用效率，防止网络关键部位呈现单点失效，然后为用户供应更好的访问质量。

3.负载均衡的实现方式有哪些？
1、轮询（默认）： 每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果后端服务器down掉，能自动剔除。
2、weight ：指定轮询几率，weight和访问比率成正比，用于后端服务器性能不均的情况。
3、fair（第三方）：按后端服务器的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配。
4、url_hash（第三方）：按访问url的hash结果来分配请求，使每个url定向到同一个后端服务器，后端服务器为缓存时比较有效。

4.LVS和Nginx的概念、起源、作者
LVS:
LVS是Linux Virtual Server的简称，也就是Linux虚拟服务器。使用LVS可以达到的技术目标是：通过LVS达到的负载均衡技术和Linux操作系统实现一个高性能高可用的Linux服务器群集，它具有良好的可靠性，可拓展性和可操作性。从而以低廉的成本实现最优的性能。本项目在1998年5月由章文嵩博士成立，是中国国内最早出现的自由软件项目之一。
LVS从1998年开始，发展到现在已经是一个比较成熟的项目了。利用LVS技术可以实现高性能，高可压缩的网路服务，例如WWW服务，FTP服务，MAIL服务等。比较著名的就是www.linux.com以及www.real.com.
使 用LVS架设的服务器集群系统有三个部分组成：最前端的负载均衡层（Loader Balancer），中间的服务器群组层，用Server Array表示，最底层的数据共享存储层，用Shared Storage表示。在用户看来所有的应用都是透明的，用户只是在使用一个虚拟服务器提供的高性能服务。
LVS集群采用IP负载均衡技术和基于内容请求分发技术。调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。为此，在设计时需要考虑系统的透明性、可伸缩性、高可用性和易管理性。
Nginx:
Nginx (engine x) 是一个高性能的HTTP和反向代理服务，也是一个IMAP/POP3/SMTP服务。Nginx是由伊戈尔·赛索耶夫为俄罗斯访问量第二的Rambler.ru站点(俄文:Рамблер)开发的，第一个公开版本0.1.0发布于2004年10月4日。
其将源代码以类BSD许可证的形式发布，因它的稳定性、丰富的功能集、示例配置文件和低系统资源的消耗而闻名。2011年6月1日，nginx 1.0.4发布。
Nginx是一款轻量级的Web 服务器/反向代理服务器及电子邮件(IMAP/POP3)代理服务器，并在一个BSD-like 协议下发行。其特点是占有内存少，并发能力强，事实上nginx的并发能力确实在同类型的网页服务器中表现较好，中国大陆使用nginx网站用户有:百度、京东、新浪、网易、腾讯、淘宝等。
Nginx 可以在大多数 UnixLinux OS 上编译运行，并有 Windows 移植版。 Nginx 的1.4.0稳定版已经于2013年4月24日发布，一般情况下，对于新建站点，建议使用最新稳定版作为生产版本，已有站点的升级急迫性不高。Nginx 的源代码使用 2-clause BSD-like license。
Nginx 是一个很强大的高性能Web和反向代理服务，它具有很多非常优越的特性:
在连接高并发的情况下，Nginx是Apache服务不错的替代品:Nginx在美国是做虚拟主机生意的老板们经常选择的软件平台之一。能够支持高达 50,000 个并发连接数的响应，感谢Nginx为我们选择了 epoll and kqueue作为开发模型。

5.两者实现负载均衡方式上的区别和优缺点
nginx用来做http的反向代理，能够upsteam实现http请求的多种方式的均衡转发。由于采用的是异步转发可以做到如果一个服务器请求失败，立即切换到其他服务器，直到请求成功或者最后一台服务器失败为止。这可以最大程度的提高系统的请求成功率。
lvs采用的是同步请求转发的策略。这里说一下同步转发和异步转发的区别。同步转发是在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。异步转发是nginx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。
进一步来说：当做为负载均衡服务器的nginx和lvs处理相同的请求时，所有的请求和响应流量都会经过nginx；但是使用lvs时，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。
也就是，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。
但是仅仅使用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。但是如果在lvs的后端在添加一层nginx（多个），每个nginx后端再有几台应用服务器，那么结合两者的优势，既能避免单nginx的流量集中瓶颈，又能避免单lvs时一锤子买卖的问题。

LVS的优点是：
1、抗负载能力强、是工作在网络4层之上仅作分发之用，没有流量的产生，这个特点也决定了它在负载均衡软件里的性能最强的，对内存和cpu资源消耗比较低。
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，因为其本身抗负载能力很强，自身有完整的双机热备方案，如LVS+Keepalived，不过我们在项目实施中用得最多的还是LVS/DR+Keepalived。
4、无流量，LVS只分发请求，而流量并不从它本身出去，这点保证了均衡器IO的性能不会受到大流量的影响。
5、应用范围比较广，因为LVS工作在4层，所以它几乎可以对所有应用做负载均衡，包括http、数据库、在线聊天室等等。

LVS的缺点是：
1、软件本身不支持正则表达式处理，不能做动静分离；而现在许多网站在这方面都有较强的需求，这个是Nginx/HAProxy+Keepalived的优势所在。
2、如果是网站应用比较庞大的话，LVS/DR+Keepalived实施起来就比较复杂了，特别后面有Windows Server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

Nginx的优点
1、可以高并发连接
2、内存消耗少
3、成本低廉
4、配置文件非常简单
5、支持Rewrite重写
6、内置的健康检查功能
7、节省带宽
8、稳定性高
9、支持热部署
Nginx的缺点
1、Nginx仅能支持http、https和Email协议，这样就在适用范围上面小些，这个是它的缺点。
2、对后端服务器的健康检查，只支持通过端口来检测，不支持通过url来检测。不支持Session的直接保持，但能通过ip_hash来解决。