【成为架构师2-3】反向代理：接入层扩容，负载均衡

系列文章是博主对沈剑的《架构师训练营》分享内容的个人笔记总结，原内容公众号“成为架构师”。

1 单机遗留问题

上一篇讨论了伪分布式与垂直拆分的问题

垂直拆分，解除了子系统耦合，但是对于同一个垂直站点子系统，仍然是一个“单体架构”

集群的实现，通常需要引入反向代理

2 反向代理，接入层扩容

用什么做反向代理

1. 软件层面：nginx / apache
2. 操作系统层面：LVS
3. 硬件：F5

在这里我们只谈软件层面的，OS与硬件层面感兴趣的话可以百度或者Google，至于何为反向代理这里也不赘述了

反向代理解决了什么问题

1. 子web系统性能，不再受到单台机器资源限制，可以扩展
2. 子web系统，实现了高可用，伪集群变为真集群

反向代理带来了什么新问题

1. 多个web节点，负载如何分配（负载均衡问题）
2. 反向代理层，如何保证高可用（反向代理高可用问题）

3 反向代理，负载均衡

负载均衡方法：

1. 随机，将请求random到web-server
2. 轮询，按照web-server 1-n的顺序依次的分发请求
3. 静态权重轮询，不同web-server之间的处理能力不同，性能好的权重大，会被转发更多的请求
4. 动态权重轮询（后续讨论），权重分配是动态的，而不是一个固定值
5. 一致性哈希（后续讨论），ip哈希之后落在hash环上，按照顺时针方向找到对应的真实服务器ip或者虚拟节点

负载均衡抓手（如何维护session状态一致性）：

1. 四层（转发/交换）
2. 七层（转发/交换）

这来自于七层结构模型

第四层传输层：使用ip作为负载均衡的抓手

第七层应用层（在TCP/IP模型中为第五层）：使用http请求中携带的参数作为负载均衡的抓手

4 反向代理，高可用

虚拟IP + keepalived方案：

公网IP虚拟化，nginx集群对外暴露的公网ip是一个虚拟ip，dns解析得到的是此虚拟ip

通过keepalived保证nginx的可用性，当其中一个nginx挂了，虚拟ip得到的请求会转到另一个可用的nginx上

但是这种stand by的方式会引入新的问题：利用率的问题，图中利用率只有50%，这将在后续进行讨论。

5 两个遗留问题

1. 异构服务器的负载均衡，即前面的动态权重问题
2. keepalived方案造成的其中一个nginx stand by利用率低下的问题

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下一篇将介绍接入层的架构演进，如果nginx达到了流量上限应该怎么办？

上一篇回顾：【成为架构师2-2】伪分布式与垂直拆分：快速解决单机性能问题的实践方案
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