第一章 服务器及基础设施搭建入门

《不间断服务 服务器/基础设施核心技术》
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第一章 服务器及基础设施搭建入门

1.1 冗余的基础

冗余是指,在故障发生时,使用事先准备好的备份设备,使系统相关功能得以继续提供服务。
实现系统冗余的步骤:

  • 设想可能发生的故障
  • 根据故障准备备份设备
  • 部署故障发生时切换到备份设备的工作机制(如 冷备份、热备份)

冷备份:平常并不会用到的备份设备,只有在故障发生时才需要连接到备份设备的工作机制;
热备份:以服务器为例,备份服务器会跟随active服务器更新内容,但是在作为备份并不会接受外界的请求。
故障转移:当现用的设备发生故障时,系统会自动将处理交接到备份的备份设备的操作过程。

1.2 实现 Web服务器的冗余——DNS轮询

DNS,即域名管理系统,通过将公网IP地址与域名绑定可以将访问该域名的请求分发到不同的IP地址。
但是这样的做存在以下的弊端:

  • 必须取得需要轮询的所有目标的服务器的IP的地址。
  • 并不一定能实现均等的分发。
  • 无从得知服务器宕机。

1.3 实现Web服务器的冗余——基于IPVS的负载均衡器

IPVS需要以下的工具:

  • ipvsadm:具有定义虚拟服务器以及分配真实服务器的功能,确定设定内容和连接状态,也能将传输率等统计信息显示出来。 (这里可以使用nginx服务器来代替)
  • keepalived:对真实服务器进行健康检查,并且将已宕机的服务器排除在负载均衡所分配的范围外。(实现故障转移) (这是心跳检测、服务注册工具 类似zookeeper 或spring cloud eureka server)

通常实现负载均衡有两种方式:四层交换机和七层交换机。

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两者的比较结果:

  1. 四层交换机通过解析TCP头等协议的内容,来决定分流的目的地;
  2. 七层交换机则通过解析软件应用层的内容来决定分流的目的地;
  3. 四层交换机的性能上更加优越 ;
  4. 七层交换机在安全性、更加智能灵活上更好;

四层交换机的模型有:DSR和NAT
DSR:响应由应用服务器直接发出
NAT:响应要由负载均衡服务器发出 (如果请求都是在内网中进行 ,不能使用NAT模型)

1.4 路由器及负载均衡的冗余

VRRP:虚拟路由器冗余协议。(keeplive实现故障转移也使用了VRRP协议)

VRRP协议能够实现健康检查,“VRRP报文”、“虚拟规则ID”、“优先顺序”、“抢占模式”、“虚拟MAC地址”

VRRP报文主要有以下三项数据:

  1. IP地址(虚拟IP地址,即VIP)
  2. 虚拟路由器ID(区分不同的负载均衡器发出的VRRP报文)
  3. 优选顺序(决定了备份的启动的优先级)

keepalived作为心跳检测工具它本身也能实现集群化和冗余。(如同zookeeper的集群和投票机制)

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