闲谈高可用与负载均衡

   闲谈高可用和负载均衡

    高可用集群和负载均衡集群想必大家或多或少都听说过，但是很多人往往把这两个搞混在一起，不加区分地使用这两个概念。虽然说很多负载均衡的设备有着高可用的特性，或者高可用的机器使用着负载均衡的方式分发流量，事实上，高可用和负载均衡是两个完全不同的概念，两者关注的地方是不同的，而且很多在很多场景下两者的需求是冲突的。

  那，什么是高可用和负载均衡呢？两个概念各自关注的地方又是什么？

  高可用性：顾名思义，尽可能采取措施减少系统服务中断时间，进而提高业务程序持续对外提供服务的能力。

  负载均衡：将高并发的请求数据分发到不同的集群结点，尽量平衡系统所有资源的压力，从而提升整个集群对于请求的处理能力。

    以上的内容非常科学地定义了高可用性和负载均衡，但是对于很多人他没接触过这两个概念一时还不好理解怎么办，那就用一个我们工作中通俗的例子来跟大家聊下高可用和负载均衡。

      工作岗位有产品人员，程序员和运维人员之分，一般一个产品人员会带着一群程序员开发一个产品，一个开发人员背后又有着系统运维，网络运维，业务运维，平台运维的支持。这个时候，产品人员就相当于负载均衡中的分发器，程序员相当于负载均衡集群的结点，产品人员作为分发器将各种收集来的用户请求转发给不同的程序员，当然分发给不同程序员处理的事务可能相同也可能不相同。假如说不考虑产品人员担心程序员的可用性，那一般情况下，一项需求是不会交给两个人去做的，每个程序员做的都是不相同的事务。同样，每个开发人员也相当一个分发器，一个应用需要上线需要做的事情非常多，包含系统，网络和应用环境以及一些与业务相关的配置，这个时候也是一个非常典型的负载均衡模型，一个开发人员提一个需求单，然后处于不同角色的运维人员然后处理自己相关的事情。当一件比较复杂或者一大堆比较繁琐的事情需要处理的时候，如果由某个单一的系统来处理，需要的时间以及相应的资源可能比较多，使用负载均衡集群将不同的请求分发到不同的结点，从而提高整个集群对于事务的处理能力，负载均衡集群相对于单个结点有着更高的性能。

  那什么时候我们会考虑高可用性呢？同样是产品人员和程序员，产品人员发现某个程序员请假了，那么他就有可能要求开发团队的领导给他再安排一个人继续处理相同的事务，从而保证产品如期开发完成。当集群中某一个结点无法提供预期的服务的时候就使用另一个结点替换当前结点来进行服务。

 再通俗点讲就是，

  美国的总统和副总统更像高可用集群，只有等到总统挂了副总统才派得上用场，这叫高可用；像我朝各个正职和副职（比如正校长和副校长，正校长可能姓付，副校长也可能姓郑）的关系，更像负载均衡的关系，各个正副职往往各司其职，没有说哪两个人干的事情是一模一样的，或者某个人平时不干事就等正职那位伙计挂掉然后顺利成章就接手正职的职责和权利的。

负载均衡一般不关注集群中各节点对于请求的处理能力，很多时候会根据节点处理能力的不同而使用不同的分发策略，比如轮询，最小连接，最快响应等。高可用比较关注集群中结点处理请求能力的对等性，因为一单主节点出现问题备用节点需要承受主节点所有的请求压力，一旦处理能力较弱有可能无法正常提供服务，从而失去高可用的作用。

 

高可用性集群中的节点一般是一主一备，或者一主多备，通过备份提高整个系统可用性。负载均衡集群一般是多主，每个节点都会分担部分流量。

为什么很多人会把高可用和负载均混淆起来，因为大家一般了解的都是某个软件或者设备，往往这些设备会同时应用负载均衡和高可用。比较典型的F5和HAProxy中，F5作为一个负载均衡设备对后端节点有着健康监测功能，而且当有多个节点的时候是不影响到整个服务的可用性的。假如没有这个健康监测功能，一个集群下放1个节点和多个节点在可用性方面是没有区别的。同时HAProxy作为被大多数人认为的高可用软件，其实根本就不是什么高可用集群软件，其对于用户请求有着分发处理的功能，同时有着反向代理功能，事实上Haproxy 是一个负载均衡器（The Reliable, High Performance TCP/HTTP Load Balancer，可靠的高性能TCP/HTTP负载均衡器），真正的高可用是有一个叫keepalived 软件来实现的。由于数据库数据要保证数据的一致性，一般都是单写，所以无法实现数据库服务的负载均衡，这也是目前碰到的一个难题,当然了如果数据库是只读的，还是可以实现负载均衡的。

负载均衡集群中，更多的关注可扩展性和性能，比较关注集群节点处理能力；高可用集群，更多的关注可用性,比较关注自动侦测，自动切换，自动恢复。

在高可用性集群内，每种服务的用户数据只有一份，在任一时刻只有一个节点能读写这份数据。

在负载均衡集群内，对于数据一般不会只有一份，往往基本上都是有差异的。

高可用性集群对一种服务而言不具有负载均衡功能，它可以提高整个系统的可靠性，但不能增加系统的负载能力。负载均衡集群的各节点间通常没有共用的存储介质，用户数据被复制成多份，存放于每一个提供该项服务的节点上。

对于同一种服务，是不能同时获得高可用性与负载均衡能力的，大家看看数据库服务就很清楚了。

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