三種負載均衡器的對比

什麼是負載均衡

  負載均衡（Load Balance）創建在現有網絡結構之上，提供了一種廉價有效且透明的方法擴展網絡設備和服務器的帶寬、增長吞吐量、增強網絡數據處理能力、提升網絡的靈活性和可用性。負載均衡有兩方面的含義：首先，大量的併發訪問或數據流量分擔到多臺節點設備上作並行處理，減小用戶等待響應的時間；其次，單個重負載的運算分擔到多臺節點設備上作並行處理，每一個節點設備處理結束後，將結果彙總，返回給用戶，系統處理能力獲得大幅度提升。
簡單講就是：

1. 將大量的併發處理轉發給後端多個節點處理，減小工做響應時間；
2. 將單個繁重的工做轉發給後端多個節點處理，處理完再返回給負載均衡中心，在返回給用戶。

負載均衡的優勢

1. 能夠在對用戶無感知的狀況下，作Web服務器的動態水平擴展
2. 解決單機故障，增長業務併發訪問及處理能力
3. 下降公網IP地址，節省IP支出成本
4. 配置簡單，有固定格式的配置文件
5. 功能豐富，支持四層和七層負載，對四層性能更好，支持動態下線主機
6. 隱藏內部服務器IP，提升內部服務器的安全性
7. 性能強，併發數可達數萬至數十萬

四層負載均衡

  基於IP+端口的負載均衡：從傳輸層開始是，使用「ip + port」接受請求，在轉發到對應的服務器。

七層負載均衡

  基於虛擬的URL或主機IP的負載均衡：在四層負載均衡的基礎上，經過應用層協議實現負載均衡。

常見負載均衡的軟硬件

四層負載均衡

1. LVS
2. HAProxy
3. Nginx

七層負載均衡

1. HAProxy
2. Nginx

硬件負載均衡

1. F5
2. Netscaler

LVS、Nginx、HAProxy的區別

LVS

1. 抗負載能力強。抗負載能力強、性能高，能達到F5硬件的60%；對內存和cpu資源消耗比較低
2. 工做在網絡4層，經過vrrp協議轉發（僅做分發之用），具體的流量由linux內核處理，所以沒有流量的產生。
3. 穩定性、可靠性好，自身有完美的熱備方案；（如：LVS+Keepalived）
4. 應用範圍比較廣，能夠對全部應用作負載均衡；
5. 不支持正則處理，不能作動靜分離。
6. 支持負載均衡算法：rr（輪循）、wrr（帶權輪循）、lc（最小鏈接）、wlc（權重最小鏈接）
7. 配置 複雜，對網絡依賴比較大，穩定性很高。

Ngnix：

1. 工做在網絡的7層之上，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對網絡的依賴比較小，理論上能ping通就就能進行負載功能；
3. Nginx安裝和配置比較簡單，測試起來比較方便；
4. 也能夠承擔高的負載壓力且穩定，通常能支撐超過1萬次的併發；
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；
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。
9. 支持負載均衡算法：Round-robin（輪循）、Weight-round-robin（加權輪循）、Ip-hash（Ip哈希）
10. Nginx還能作Web服務器即Cache功能。

HAProxy的特色是：

1. TCP（四層）和HTTP（七層）作反向代理，支持虛擬主機
2. 可平衡負載至後端服務器，並支持持久鏈接
3. 支持基於cookie進行調度
4. 支持全部主服務器故障切換至備用服務器
5. 支持專用端口實現監控服務
6. 支持不影響現有鏈接狀況下中止接受新鏈接請求
7. 能夠在雙向添加，修改或刪除HTTP報文首部
8. 支持基於pattern實現鏈接請求的訪問控制
9. 經過特定的URI爲受權用戶提供詳細的狀態信息
10. 能夠針對HTTP請求添加cookie，進行路由後端服務器

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Nigix/HAproxy做爲反向代理負載均衡（或者流量不大均可以不選用負載均衡），由於其配置簡單，性能也能知足通常的業務場景。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. 網站併發達到必定程度以後，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。不過維護LVS對維護人員的要求也會更高，投入成本也更大。