lvs,HAProxy,nginx简单笔记

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 MySQ L数据库一主多从和读写分离，采用 LVS+Keepalived 的架构。

Nginx

Nginx 是一个强大的 Web 服务器软件，用于处理高并发的 HTTP 请求和作为反向代理服务器做负载均衡。具有高性能、轻量级、内存消耗少，强大的负载均衡能力等优势。

Nginx 的架构设计是采用模块化的、基于事件驱动、异步、单线程且非阻塞。

Nginx 大量使用多路复用和事件通知，Nginx 启动以后，会在系统中以 daemon 的方式在后台运行，其中包括一个 master 进程，n(n>=1) 个 worker 进程。所有的进程都是单线程（即只有一个主线程）的，且进程间通信主要使用共享内存的方式。

其中，master 进程用于接收来自外界的信号，并给 worker 进程发送信号，同时监控 worker 进程的工作状态。worker 进程则是外部请求真正的处理者，每个 worker 请求相互独立且平等的竞争来自客户端的请求。请求只能在一个 worker 进程中被处理，且一个 worker 进程只有一个主线程，所以同时只能处理一个请求。（原理同 Netty 很像）

Nginx 是以反向代理的方式进行负载均衡的，Nginx 负载均衡主要是对七层网络通信模型中的第七层应用层上的 http、https 进行支持。

Nginx优缺点：

优点：

1、工作在网络7层之上，可针对http应用做一些分流的策略，如针对域名、目录结构，它的正规规则比HAProxy更为强大和灵活，所以，目前为止广泛流行。

2、Nginx对网络稳定性的依赖非常小，理论上能ping通就能进行负载功能。

3、Nginx安装与配置比较简单，测试也比较方便，基本能把错误日志打印出来。

4、可以承担高负载压力且稳定，硬件不差的情况下一般能支撑几万次的并发量，负载度比LVS小。

5、Nginx可以通过端口检测到服务器内部的故障，如根据服务器处理网页返回的状态码、超时等，并会把返回错误的请求重新提交到另一个节点。

6、不仅仅是优秀的负载均衡器/反向代理软件，同时也是强大的Web应用服务器。LNMP也是近些年非常流行的Web架构，在高流量环境中稳定性也很好。

7、可作为中层反向代理使用。

8、可作为静态网页和图片服务器。

9、Nginx社区活跃，第三方模块非常多，相关的资料在网上比比皆是。

其他：

事件驱动：通信机制采用 epoll 模型，支持更大的并发连接，官方测试能够支撑5万并发连接，在实际生产环境中跑到2～3万并发连接数

节省带宽：支持 GZIP 压缩，可以添加浏览器本地缓存的 Header 头；

稳定性高：用于反向代理，宕机的概率微乎其微；

内存消耗小：处理大并发的请求内存消耗非常小。在3万并发连接下，开启的10个 Nginx 进程才消耗150M 内存（15M*10=150M）

缺点：

1、适应范围较小，仅能支持http、https、Email协议。

2、对后端服务器的健康检查，只支持通过端口检测，不支持url来检测。比如用户正在上传一个文件，而处理该上传的节点刚好在上传过程中出现故障，Nginx会把上传切到另一台服务器重新处理，而LVS就直接断掉了，如果是上传一个很大的文件或者很重要的文件的话，用户可能会因此而不满。

HAProxy

HAProxy优缺点：

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、HAProxy的优点能够补充Nginx的一些缺点，比如支持Session的保持，Cookie的引导；同时支持通过获取指定的url来检测后端服务器的状态。

3、HAProxy跟LVS类似，本身就只是一款负载均衡软件；单纯从效率上来讲HAProxy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。

4、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，大家可以用LVS+Keepalived对MySQL主从做负载均衡。

5、HAProxy负载均衡策略非常多，常用有：Round-robin（轮循）、Weight-round-robin（带权轮循）、source（原地址保持）、RI（请求URL）、rdp-cookie（根据cookie）等

缺点：

1. 不支持POP/SMTP协议

2. 不支持SPDY协议

3. 不支持HTTP cache功能。现在不少开源的lb项目，都或多或少具备HTTP cache功能。

4. 重载配置的功能需要重启进程，虽然也是soft restart，但没有Nginx的reaload更为平滑和友好。

5. 多进程模式支持不够好

LVS是Linux Virtual Server的简写，意为Linux虚拟服务器，是虚拟的服务器集群系统，可在UNIX/LINUX平台下实现负载均衡集群功能。该项目在1998年5月由章文嵩博士组织成立，是国内最早出现的自由软件项目之一

LVS 是四层负载均衡，也就是说建立在 OSI 模型的第四层——传输层之上，传输层上有我们熟悉的 TCP/UDP，LVS 支持 TCP/UDP 的负载均衡。因为 LVS 是四层负载均衡，因此它相对于其它高层负载均衡的解决办法，比如 DNS 域名轮流解析、应用层负载的调度、客户端的调度等，它的效率是非常高的。

简单一句话，当并发超过了Nginx上限，就可以使用LVS了。日1000-2000W PV或并发请求1万以下都可以考虑用Nginx。大型门户网站，电商网站需要用到LVS。

LVS优缺点

优点：

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，对内存和cpu资源消耗比较低。

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，因为其本身抗负载能力很强，自身有完整的双机热备方案，如LVS+Keepalived，不过我们在项目实施中用得最多的还是LVS/DR+Keepalived。

4、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的性能不会收到大流量的影响。

5、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，包括http、数据库、在线聊天室等等。

缺点：

1、软件本身不支持正则表达式处理，不能做动静分离；而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。

2、如果是网站应用比较庞大的话，LVS/DR+Keepalived实施起来就比较复杂了，特别后面有Windows Server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。

常见LVS负载均衡高可用解决方案

01.开发类似keepalived的脚本，早期的办法(不推荐)

02.heartbeat+lvs+ldirectord脚本配置方案，复杂不易控制(不推荐使用)