负载均衡的五种策略

1、轮询(默认)

每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器,如果后端服务器down掉,能自动剔除。

2、指定权重

指定轮询几率,weight和访问比率成正比,用于后端服务器性能不均的情况。

3、IP绑定 ip_hash

每个请求按访问ip的hash结果分配,这样每个访客固定访问一个后端服务器,可以解决session的问题。

4、fair(第三方)

按后端服务器的响应时间来分配请求,响应时间短的优先分配。

5、url_hash(第三方)

按访问url的hash结果来分配请求,使每个url定向到同一个后端服务器,后端服务器为缓存时比较有效。

数据库负载均衡

负载均衡集群是由一组相互独立的计算机系统构成,通过常规网络或专用网络进行连接,由路由器衔接在一起,各节点相互协作、共同负载、均衡压力,对客户端来说,整个群集可以视为一台具有超高性能的独立服务器。

1.实现原理

实现数据库的负载均衡技术,首先要有一个可以控制连接数据库的控制端。

在这里,它截断了数据库和程序的直接连接,由所有的程序来访问这个中间层,然后再由中间层来访问数据库。

这样, 我们就可以具体控制访问某个数据库了,然后还可以根据数据库的当前负载采取有效的均衡策略, 来调整每次连接到哪个数据库。

2.实现多库数据同步

服务器负载均衡

Nginx

随着网站负载的不断增加,负载均衡(load balance)已经不是陌生话题。负载均衡是将流量负载分摊到不同的服务单元,保证服务器的高可用,保证响应够快,给用户带来更好的体验。

nginx是一个自由的、开源的、高性能的HTTP服务器和反向代理服务器;

同时也是一个IMAP、POP3、SMTP代理服务器;

nginx可以作为一个HTTP服务器进行网站的发布处理,另外nginx可以为反向代理进行负载均衡实现。

反向代理

关于代理

说道代理,首先我们要明确一个概念,所谓代理就是一个代表、渠道;

此时就设计到两个角色,一个是被代理角色,一个是目标角色,被代理角色通过这个代理访问目标角色完成一些任务的过程称为代理操作过程;

如同生活中的专卖店~客人到adidas专卖店买了一双鞋,这个专卖店就是代理,被代理角色就是adidas厂家,目标角色就是用户

正向代理

说反向代理之前,我们先看看正向代理,正向代理也是大家最常接触的到的代理模式,我们会从两个方面来说关于正向代理的处理模式,分别从软件方面和生活方面来解释一下什么叫正向代理

在如今的网络环境下,我们如果由于技术需要要去访问国外的某些网站,此时你会发现位于国外的某网站我们通过浏览器是没有办法访问的,此时大家可能都会用一个操作FQ进行访问,FQ的方式主要是找到一个可以访问国外网站的代理服务器,我们将请求发送给代理服务器,代理服务器去访问国外的网站,然后将访问到的数据传递给我们!

上述这样的代理模式称为正向代理,正向代理最大的特点是客户端非常明确要访问的服务器地址;服务器只清楚请求来自哪个代理服务器,而不清楚来自哪个具体的客户端;正向代理模式屏蔽或者隐藏了真实客户端信息。

反向代理

明白了什么是正向代理,我们继续看关于反向代理的处理方式,举例如我大天朝的某宝网站,每天同时连接到网站的访问人数已经爆表,单个服务器远远不能满足人民日益增长的购买欲望了,此时就出现了一个大家耳熟能详的名词:分布式部署;也就是通过部署多台服务器来解决访问人数限制的问题;某宝网站中大部分功能也是直接使用nginx进行反向代理实现的,并且通过封装nginx和其他的组件之后起了个高大上的名字:Tengine,有兴趣的童鞋可以访问Tengine的官网查看具体的信息:http://tengine.taobao.org/
那么反向代理具体是通过什么样的方式实现的分布式的集群操作呢,我们先看一个示意图:

通过上述的图解大家就可以看清楚了,多个客户端给服务器发送的请求,nginx服务器接收到之后,按照一定的规则分发给了后端的业务处理服务器进行处理了。此时~请求的来源也就是客户端是明确的,但是请求具体由哪台服务器处理的并不明确了,nginx扮演的就是一个反向代理角色

反向代理,主要用于服务器集群分布式部署的情况下,反向代理隐藏了服务器的信息!

项目场景

通常情况下,我们在实际项目操作时,正向代理和反向代理很有可能会存在在一个应用场景中,正向代理代理客户端的请求去访问目标服务器,目标服务器是一个反向单利服务器,反向代理了多台真实的业务处理服务器。具体的拓扑图如下:

负载均衡

我们已经明确了所谓代理服务器的概念,那么接下来,nginx扮演了反向代理服务器的角色,它是以依据什么样的规则进行请求分发的呢?不用的项目应用场景,分发的规则是否可以控制呢?

这里提到的客户端发送的、nginx反向代理服务器接收到的请求数量,就是我们说的负载量

请求数量按照一定的规则进行分发到不同的服务器处理的规则,就是一种均衡规则

所以~将服务器接收到的请求按照规则分发的过程,称为负载均衡。

负载均衡在实际项目操作过程中,有硬件负载均衡和软件负载均衡两种,硬件负载均衡也称为硬负载,如F5负载均衡,相对造价昂贵成本较高,但是数据的稳定性安全性等等有非常好的保障,如中国移动中国联通这样的公司才会选择硬负载进行操作;更多的公司考虑到成本原因,会选择使用软件负载均衡,软件负载均衡是利用现有的技术结合主机硬件实现的一种消息队列分发机制

nginx支持的负载均衡调度算法方式如下:

weight轮询(默认):

接收到的请求按照顺序逐一分配到不同的后端服务器,即使在使用过程中,某一台后端服务器宕机,nginx会自动将该服务器剔除出队列,请求受理情况不会受到任何影响。 这种方式下,可以给不同的后端服务器设置一个权重值(weight),用于调整不同的服务器上请求的分配率;权重数据越大,被分配到请求的几率越大;该权重值,主要是针对实际工作环境中不同的后端服务器硬件配置进行调整的。

ip_hash:

每个请求按照发起客户端的ip的hash结果进行匹配,这样的算法下一个固定ip地址的客户端总会访问到同一个后端服务器,这也在一定程度上解决了集群部署环境下session共享的问题。

fair:

智能调整调度算法,动态的根据后端服务器的请求处理到响应的时间进行均衡分配,响应时间短处理效率高的服务器分配到请求的概率高,响应时间长处理效率低的服务器分配到的请求少;结合了前两者的优点的一种调度算法。但是需要注意的是nginx默认不支持fair算法,如果要使用这种调度算法,请安装upstream_fair模块

url_hash:

按照访问的url的hash结果分配请求,每个请求的url会指向后端固定的某个服务器,可以在nginx作为静态服务器的情况下提高缓存效率。同样要注意nginx默认不支持这种调度算法,要使用的话需要安装nginx的hash软件包

nginx特点

  • 稳定性高
  • 功能强大
  • 资源消耗低

详解负载均衡和反向代理

概述
首先负载均衡与反向代理都是C/S 或者B/S系统后端架构方面的知识。那么什么是负载均衡,什么又是反向代理呢?二者有什么异同,他们用来解决什么问题?具体如何搭建?(本文不会涉及,因为我目前没有实际的搭建经验,希望以后可以学习相关技术)

负载均衡( Load Balancing)
那负载均衡是干什么用的呢?这个涉及到了分布式系统的设计。例如我们现在有两台服务器(Server1和Server2)为用户提供服务,如果没有负载均衡就有可能出现95%的用户都去访问Server1,而只有5%的用户访问Server2。那样不就出现Server1快被压死了,而Server2工作负荷完全不满的情况吗。我们当然希望将用户的访问均衡的分配到这两天服务器上,那样对我们的系统是最有利的,这就是负载均衡最大的意义。

负载均衡:将客户端的请求按照一定的规则分配到一群服务器上,并将处理结果返回给相应的客户端。

所以如果我们现在访问百度服务器,请求首先是发到了是其负载均衡上面,Ip地址也是负载均衡的,我们对其后台的服务器集群一无所知。

负载均衡实现方式
单独的专门做负载均衡的硬件设备。
软件方式,不需要特定的设备。
负载均衡的作用
负责调度客户端请求,使其按照最优方式分配到不同的服务器上执行,避免其中某台服务器过载。
消除单点失败,这个比较好理解,因为我们有多台服务器,如果其中某一台发生了错误,可以由其他服务器完成请求。
通过减少错误返回结果提升用户体验,因为负载均衡可以检查某一台服务器是否存在问题,如果发现存在问题,它就会将请求安排到其他运行良好的服务器上执行,所以用户很少会接到返回失败的错误。
session持久化( session persistence),这个名词的意思就是在一个session有效期内,将某一个客户端的所有请求都交给同一个服务器执行。这有什么意义呢?假设我们在淘宝上购物,好不容易花了两小时选了两件心仪的宝贝放到了购物车里面,发现添加第三件的时候前两件不见了,那你是不是想问候一下阿里程序员老妈?为什么会这样,因为Http是无状态的,我们使用session维护状态,那假设前两件商品的操作是在Server1上完成的,而第三件商品是在Server2上完成的,那么这种糟糕的情况就出现了,因为Server2第一次接到这个session。
反向代理(Reverse Proxy)
首先应该明白什么是代理和正向代理,代理应该不用多解释了,理解成中间人就可以了。什么是正向代理,正向代理是内网通过代理访问外网,这个代理就是正向代理。而反向代理是指,外网通过代理访问内网,那这个代理就是反向代理。
假设把你公司的网看成是内网,那么你从公司里面的一台电脑上访问你家里的电脑上的服务,那就的通过正向代理,而你从你家电脑访问公司的这台电脑,就要通过反向代理。

反向代理与负载均衡一样,也是位于客户端与服务器之间,客户端向服务器发起的请求都是先经过反向代理,然后分发到服务器上,然后服务器将返回结果交给反向代理,反向代理在交给客户端。

反向代理的作用
增强了安全性。首先,你背后的服务器是在反向代理后面的,其不会暴露任何信息到网络上,所以可以防止恶意攻击。第二可以防止DDoS( distributed denial-of-service)攻击,例如通过限制某一IP访问,限制每个客户端的访问次数等。
增强了可伸缩性与灵活性。因为客户端只能看到反向代理的Ip地址,所以我们就可以灵活的改变其后面服务器的配置。
加速Web访问速度。

第一:将返回结果压缩后交给客户端,这样就会节省网络带宽,从而加快速度。

第二:将请求的加密解密操作放在反向代理服务器上行执行。

第三:在反向代理服务器上做缓存。
二者区别
最大的区别就是负载均衡只有在服务器大于2台的时候才有意义,其主要侧重于将负载均衡到各个服务器上。