F5/LVS/Nginx/HAProxy硬软件级网络负载均衡介绍

1 硬件级的负载均衡

    常见的商用硬件负载均衡器：NetScaler、F5、Radware、Array

    优点：

    1）专业团队维护，能够直接通过智能交换机实现，处理能力更强，而且与系统无关，负载性能强

    2）更适用于一大堆设备、大访问量、简单应用

    缺点：

    1）价格贵，花销大

    2）不能及时有效掌握服务器及应用状态，硬件负载均衡，一般都不管实际系统与应用的状态，而只是从网络层来判断，所以有时候系统处理能力已经不行了，但网络可能还未来得及反应

2 软件级负载均衡

    优点：性价比高，基于系统与应用的负载均衡，能够更好地根据系统与应用的状况来分配负载，适用于规模较小的网络服务

    缺点：负载能力受服务器本身性能的影响，性能越好，负载能力越大

3 LVS（Linux Virtual Server）

    由章文嵩博士研究的项目，使用集群技术和Linux操作系统实现一个高性能、高可用的服务器，它具有很好的

     #可伸缩性（Scalability)

     #可靠性（Reliability)

     #可管理性（Manageability)

    IP负载均衡技术：

    1）VS/NAT：Virtual Server via Network Address Translation, 通过网络地址转换（Network Address Translation）将一组服务器构成一个高性能的、高可用的虚拟服务器

    2)   VS/TUN：Virtual Server via IP Tunneling, 通过IP隧道实现虚拟服务器的方法

    3)   VS/DR：Virtual Server via Direct Routing,  通过直接路由实现虚拟服务器的方法

    LVS特点：

    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；
    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，自身有完整的双机热备方案，如LVS+Keepalived和LVS+Heartbeat，不过我们在项目实施中用得最多的还是LVS/DR+Keepalived；
    4）无流量，保证了均衡器IO的性能不会收到大流量的影响；
    5）应用范围比较广，可以对所有应用做负载均衡；
    6）软件本身不支持正则处理，不能做动静分离，这个就比较遗憾了；其实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

    7）如果是网站应用比较庞大的话，实施LVS/DR+Keepalived起来就比较复杂了，特别后面有Windows Server应用的机器的话，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。

4 Nginx

    Nginx（发音同 engine x）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。由俄罗斯的程序设计师Igor Sysoev所开发，供俄国大型的入口网站及搜索引擎Rambler（俄文：Рамблер）使用。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

    特点：

    1）工作在网络的7层之上，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，它的正则规则比HAProxy更为强大和灵活，这也是许多朋友喜欢它的原因之一；
    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；
    3）Nginx安装和配置比较简单，测试起来比较方便；
    4）也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；
    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，不过其中缺点就是不支持url来检测；
    6）Nginx仅能支持http和Email，这样就在适用范围上面小很多，这个它的弱势；
    7）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架构，大有和以前最流行的LAMP架构分庭抗争之势，在高流量的环境中也有很好的效果。
    8）Nginx现在作为Web反向加速缓存越来越成熟了，很多朋友都已在生产环境下投入生产了，而且反映效果不错，速度比传统的Squid服务器更快，有兴趣的朋友可以考虑用其作为反向代理加速器。

5 HAProxy

    HAProxy提供高可用性、负载均衡以及基于TCP和HTTP应用的代理，支持虚拟主机，它是免费、快速并且可靠的一种解决方案。HAProxy特别适用于那些负载特大的web站点， 这些站点通常又需要会话保持或七层处理。HAProxy运行在当前的硬件上，完全可以支持数以万计的并发连接。并且它的运行模式使得它可以很简单安全的整合进您当前的架构中，同时可以保护你的web服务器不被暴露到网络上。

   

    特点：

    1）HAProxy是支持虚拟主机的
    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检测后端的服务器出问题的检测会有很好的帮助。
    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，所以我向大家推荐   LVS+Keepalived。
    6）HAProxy的算法现在也越来越多了，具体有如下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，建议关注；
        ③leastconn，表示最少连接者先处理，建议关注；
        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，建议关注；
        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。