LVS Nginx HAProxy 比较

负载均衡 （Load Balancing） 建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效透明的方法扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力，同时能够提高网络的灵活性和可用性。

目前，在线上环境中应用较多的负载均衡器硬件有F5 BIG-IP,软件有LVS，Nginx及HAProxy；高可用软件有Heartbeat、Keepalived；成熟的架构有LVS+Keepalived、Nginx+Keepalived、HAProxy+keepalived、DRBD+Heartbeat.

目前关于网站架构一般比较合理流行的架构方案：Web前端采用Nginx/HAProxy+ Keepalived作负载均衡器；后端采用 MySQL数据库一主多从和读写分离，采用LVS+Keepalived的架构。当然要根据项目具体需求制定方案。   


LVS：

LVS：使用Linux内核集群实现一个高性能、高可用的负载均衡服务器，它具有很好的可伸缩性（Scalability)、可靠性（Reliability)和可管理性（Manageability)。

LVS的优点：

  1、抗负载能力强、工作在第4层仅作分发之用，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；无流量，同时保证了均衡器IO的性能不会受到大流量的影响，对内存和cpu资源消耗比较低；
  2、工作稳定，因为其本身抗负载能力很强，所以稳定性高也是顺理成章，另外各种lvs都有完整的双机热备方案，如LVS+Keepalived和LVS+Heartbeat，所以一点不用担心均衡器本身会出什么问题，节点出现故障的话，lvs会自动判别，所以系统整体是非常稳定的；
  3、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；
  4、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；
  5. 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，所以可以利用它这点来做一些线路分流之用。


LVS的缺点：

  1、软件本身不支持正则处理，不能做动静分离，这就凸显了Nginx/HAProxy+Keepalived的优势。
  2、如果网站应用比较庞大，LVS/DR+Keepalived就比较复杂了，相对而言，Nginx/HAProxy+Keepalived就简单多了。

LVS/DR如何处理请求报文：

1）接收client的请求，根据你设定的负载均衡算法选取一台realserver的ip；

2）以选取的这个ip对应的mac地址作为目标mac，然后重新将IP包封装成帧转发给这台realserver；

3）在hash table中记录连接信息。

vs/dr做的事情很少，也很简单，所以它的效率很高，不比硬件负载均衡设备差多少。

数据包、数据帧的大致流向是这样的：client --> VS --> RS --> client


Nginx：

Nginx的优点：

1、工作在OSI第7层，可以针对http应用做一些分流的策略。比如针对域名、目录结构。它的正则比HAProxy更为强大和灵活；
2、Nginx对网络的依赖非常小，理论上能ping通就就能进行负载功能，这个也是它的优势所在，lvs就比较依赖于网络环境；
3、Nginx安装和配置比较简单，测试起来比较方便，它基本能把错误用日志打印出来。LVS的配置、测试就要花比较长的时间了，LVS对网络依赖比较大；
4、可以承担高的负载压力且稳定，一般能支撑超过几万次的并发量，但负载度和稳定度差lvs还有几个等级：nginx处理所有流量所以受限于机器IO和配置；
5、Nginx可以通过端口检测到服务器内部的故障，比如根据服务器处理网页返回的状态码、超时等等，并且会把返回错误的请求重新提交到另一个节点，lvs中 ldirectd也能支持针对服务器内部的情况来监控，但lvs的原理使其不能重发请求；
6、Nginx不仅仅是一款优秀的负载均衡器/反向代理软件，它同时也是功能强大的Web应用服务器。LNMP现在也是非常流行的web环境，大有和LAMP环境分庭抗礼之势，Nginx在处理静态页面、特别是抗高并发方面相对apache有优势；
7、Nginx现在作为Web反向加速缓存越来越成熟了，速度比传统的Squid服务器更快，有需求的朋友可以考虑用其作为反向代理加速器；
8. Nginx可作为中层反向代理使用，这一层面Nginx基本上无对手，唯一可以对比Nginx的就只有 lighttpd了，不过 lighttpd目前还没有做到Nginx完全的功能，配置也不那么清晰易读，社区资料也远远没Nginx活跃。
9. Nginx也可作为静态网页和图片服务器，这方面的性能也无对手。还有Nginx社区非常活跃，第三方模块也很多

Nginx的缺点：

1、Nginx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。
2、Nginx仅能支持http和Email，这个它的弱势，lvs所支持的应用在这点上会比nginx更多。
3、Nginx的Session的保持，Cookie的引导能力相对欠缺。


HAProxy：

HAProxy的优点：

1、HAProxy是支持虚拟主机的，可以工作在4、7层(支持多网段)；
2、能够补充Nginx的一些缺点比如Session的保持，Cookie的引导等工作；
3、支持url检测后端的服务器；
4、它跟LVS一样，本身仅仅就只是一款负载均衡软件；单纯从效率上来讲HAProxy更会比Nginx有更出色的负载均衡速度，在并发处理上也是优于Nginx的；
5、HAProxy支持TCP协议的负载均衡转发，可以对Mysql读进行负载均衡，对后端的MySQL节点进行检测和负载均衡，不过在后端的MySQL slaves数量超过10台时性能不如LVS；
6、HAProxy的算法较多，达到8种；

   ①roundrobin，表示简单的轮询，这个不多说，这个是负载均衡基本都具备的；
   ②static-rr，表示根据权重；
   ③leastconn，表示最少连接者先处理；
   ④source，表示根据请求源IP，这个跟Nginx的IP_hash机制类似，我们用其作为解决session问题的一种方法；
   ⑤ri，表示根据请求的URI；
   ⑥rl_param，表示根据请求的URl参数'balance url_param' requires an URL parameter name；
   ⑦hdr(name)，表示根据HTTP请求头来锁定每一次HTTP请求；
   ⑧rdp-cookie(name)，表示根据据cookie(name)来锁定并哈希每一次TCP请求