【 Linux 】三大主流軟件負載均衡器對比(LVS、Nginx、HAproxy)

三大主流軟件負載均衡器對比(LVS、Nginx、HAproxy)

　　（資料來自網絡，作了部分的補充說明）

LVS:
    1. 抗負載能力強，性能高，能達到F5的60%，對內存和CPU資源消耗比較低
    2. 工做在網絡4層，經過VRRP協議(僅做代理之用)，具體的流量是由linux內核來處理，所以沒有流量的產生。
    3. 穩定，可靠性高，自身有完美的熱備方案(Keepalived+lvs)
    4. 不支持正則處理，不能作動靜分離。
    5. 支持多種負載均衡算法：rr(輪詢)，wrr(帶權輪詢)、lc(最小鏈接)、wlc(帶權最小鏈接)
    6. 配置相對複雜，對網絡依賴比較大，穩定性很高。
    7. LVS工做模式有4種：
        (1) nat 地址轉換
        (2) dr 直接路由
        (3) tun 隧道
        (4) full-nat

Nginx:
    1. 工做在網絡7層，能夠針對http應用作一些分流的策略，好比針對域名，目錄結構
    2. Nginx對網絡的依賴較小，理論上能ping通就能進行負載功能
    3. Nginx安裝配置比較簡單，測試起來很方便
    4. 也能夠承擔較高的負載壓力且穩定，nginx是爲解決c10k問題而誕生的
    5. 對後端服務器的健康檢查，只支持經過端口來檢測，不支持經過url來檢測
    6. Nginx對請求的異步處理能夠幫助節點服務器減輕負載壓力
    7. Nginx僅能支持http、https和Email協議，這樣就在適用範圍較小。
    8. 不支持Session的直接保持，但能經過ip_hash來解決。對Big request header的支持不是很好。
    9. Nginx還能作Web服務器即Cache功能。

第6點補充：
    什麼是nginx的異步處理：
        squid同步處理：瀏覽器發起請求，然後請求會馬上被轉到後端，因而在瀏覽器和後臺之間就創建了一個通道。從請求發起直到請求完成，這條通道都是一直存在的。
        nginx異步處理：瀏覽器發起請求，請求不會馬上轉到後端，而是請求數據(header)先收到nignx上，而後nginx再把這個請求發到後端，後端處理完成後把數據返回到nginx上，nginx將數據流發到瀏覽器。

    使用異步處理的好處：
        1. 假設用戶執行一個上傳文件操做，由於用戶網速又比較慢，所以須要花半個小時才能把文件傳到服務器。squid的同步代理在用戶開始上傳後就和後臺創建了鏈接，半小時後文件上傳結束，因而可知，後臺服務器鏈接保持了半個小時；而nginx異步代理就是先將此文件收到nginx上，所以僅僅是nginx和用戶保持了半小時鏈接，後臺服務器在這半小時內沒有爲這個請求開啓鏈接，半小時後用戶上傳結束，nginx纔將上傳內容發到後臺，nginx和後臺之間的帶寬是很充裕的，因此只花了一秒鐘就將請求發送到了後臺，因而可知，後臺服務器鏈接保持了一秒。同步傳輸花了後臺服務器半個小時，異步傳輸只花一秒，可見優化 程度很大。
        2. 在上面這個例子中，假如後臺服務器由於種種緣由重啓了，上傳文件就天然中斷了，這對用戶來講是很是惱火的一件事情，想必各位也有上傳文件傳到一半被中斷的 經歷。用nginx代理以後，後臺服務器的重啓對用戶上傳的影響減小到了極點，而nginx是很是穩定的並不須要常去重啓它，即便須要重啓，利用kill -HUP就能夠作到不間斷重啓nginx。
        3. 異步傳輸能夠令負載均衡器更有保障，爲何這麼說呢？在其它的均衡器（lvs/haproxy/apache等）裏，每一個請求都是隻有一次機會的，假如用 戶發起一個請求，結果該請求分到的後臺服務器恰好掛掉了，那麼這個請求就失敗了；而nginx由於是異步的，因此這個請求能夠從新發往下一個後臺，下一個 後臺返回了正常的數據，因而這個請求就能成功了。仍是用用戶上傳文件這個例子，假如不但用了nginx代理，並且用了負載均衡，nginx把上傳文件發往 其中一臺後臺，但這臺服務器忽然重啓了，nginx收到錯誤後，會將這個上傳文件發到另外一臺後臺，因而用戶就不用再花半小時上傳一遍。
        4. 假如用戶上傳一個10GB大小的文件，然後臺服務器沒有考慮到這個狀況，那麼後臺服務器豈不要崩潰了。用nginx就能夠把這些東西都攔在nginx上，經過nginx的上傳文件大小限制功能來限制，另外nginx性能很是有保障，就放心的讓互聯網上那些另類的用戶和nginx對抗去吧。
        用異步傳輸會形成問題：
            後臺服務器有提供上傳進度的功能的話，用了nginx代理就沒法取得進度，這個須要使用nginx的一個第三方模塊來實現。

第8點補充：
    Nginx upstream支持的分配策略及原理：
        1. 輪詢(默認)：每一個請求按照順序逐一分配到不一樣的後端服務器。如後端服務器down掉，就切換到另外一臺並剔除down的後端主機
        2. weight：指定輪詢概率，weight和訪問比率成正比，用於後端服務器性能不均的狀況。
        3. ip_hash：每一個請求按照訪問ip的hash結果分配，不一樣ip的請求被分配到後端不一樣的服務器上，能夠解決session的問題。

HAProxy:
    1. 支持兩種代理模式：TCP（四層）和HTTP（七層），支持虛擬主機；
    2. 可以補充Nginx的一些缺點好比Session的保持，Cookie的引導等工做
    3. 支持url檢測後端的服務器出問題的檢測會有很好的幫助。
    4. 更多的負載均衡策略好比：動態加權輪循(Dynamic Round Robin)，加權源地址哈希(Weighted Source Hash)，加權URL哈希和加權參數哈希(Weighted Parameter Hash)已經實現
    5. 單純從效率上來說HAProxy更會比Nginx有更出色的負載均衡速度。
    6. HAProxy能夠對Mysql進行負載均衡，對後端的DB節點進行檢測和負載均衡。
    7. 支持負載均衡算法：Round-robin（輪循）、Weight-round-robin（帶權輪循）、source（原地址保持）、RI（請求URL）、rdp-cookie（根據cookie）
    8. 不能作Web服務器即Cache。

三大主流軟件負載均衡器適用業務場景：
    1. 網站建設初期，能夠選用Nginx、HAProxy做爲反向代理負載均衡(流量不大時，能夠不選用負載均衡)，由於其配置簡單，性能也能知足通常業務場景。若是考慮到負載均衡器是有單點問題，能夠採用Nginx+Keepalived/HAproxy+Keepalived避免負載均衡器自身的單點問題。
    2. 網站併發到達必定程度後，爲了提升穩定性和轉發效率，可使用lvs，畢竟lvs比Nginx/HAProxy要更穩定，轉發效率也更高。
    注：nginx與HAProxy比較：nginx只支持七層，用戶量最大，穩定性比較可靠。Haproxy支持四層和七層，支持更多的負載均衡算法，支持session等。

衡量負載均衡器好壞的幾個重要的因素：
    1. 會話率 ：單位時間內的處理的請求數
    2. 會話併發能力：併發處理能力
    3. 數據率：處理數據能力