负载均衡(DNS F5 反向代理 LVS)

1.负载均衡

负载均衡：将负载(大量请求)均匀的、平衡的分摊到多个服务节点上进行处理。

实现负载均衡有很多种手段，例如：DNS、硬件负载均衡设备、Nginx反向代理、LVS。

1.1.DNS

DNS：Domain Name System，域名系统，更加专业的名字为域名解析系统。

域名解析系统部署在DNS服务器上，提供域名解析服务。

简单来说，域名解析就是将一个域名解析成多个ip地址。

如下图是通过某个域名解析网站对的解析结果：

最早的负载均衡就是利用搭建本地DNS服务器实现的，实现方式简单易懂，为同一个主机名分配多个映射 ，可采用轮循，随机等方式分配请求。

作为负载均衡的缺点

DNS中有缓存，但是如果机器出现故障，缓存不能及时更新。

此时，如果访问域名，返回的IP可能是一个正在故障的IP地址，最终导致所有访问该IP的请求都发送故障。

1.2.F5

硬件负载均衡设备又叫负载均衡器（Load Balancer），通常作为独立硬件存在。

负载均衡设备拥有非常好的负载均衡性能，他拥有众多的负载均衡策略（权重，动态比率，最快模式，最小连接数等），可以保证以相对较优的方式分配请求。

常见的负载均衡器有：F5、BIGIP。

一台负载均衡器的售价往往高达十几万甚至几十万，许多企业并不愿意为它买单。

1.3.Nginx反向代理

反向代理：服务器根据客户端的请求，从其关联的一组或多组后端服务器上获取资源，然后再将这些资源返回给客户端，客户端只会得知反向代理的IP地址，而不知道在代理服务器后面的服务器簇的存在。

可以通过Nginx服务器的反向代理功能实现负载均衡。

为什么叫反向代理呢？与正向代理有什么区别呢？可以通过下面的描述简单理解：

代理访问网络有三个角色：客户端、代理、服务器。

正向代理举例：fanqiang软件。反向代理举例：Nginx负载均衡。

无论正向还是反向，代理访问网络的基本流程：客户端—>代理—>服务器。

两者关键区别：代理服务器的代理对象。

正向代理中的代理是代替客户端去访问服务器。

反向代理中的代理是代替服务器去应对客户端的访问。

下面用一张图来简单描述两者区别：

1.4.LVS

LVS是章文嵩博士在1998年5月成立的自由软件项目，现在已经是Linux内核的一部分。

LVS实现负载均衡有多种，下面就其中的NAT和DR两种方式进行简单的描述。

更多关于LVS的内容请自行了解。

NAT

客户端发出用户请求。此时，请求报文的源IP为CIP，目标IP为VIP。

请求报文到达LVS，LVS修改数据包的目标IP为RIP。此时，请求的报文源IP为CIP，目标IP为RIP。

请求报文根据目标IP=RIP发送到后端服务器。

服务器处理完请求逻辑，开始构建响应报文回复给LVS。此时，请求的报文源IP为RIP，目标IP为CIP。

响应报文到达LVS，LVS修改数据包的源IP为VIP。此时，请求的报文源IP为VIP，目标IP为CIP。

响应报文返回至客户端。

DR

客户端发出用户请求。此时，请求报文的源IP为CIP，目标IP为VIP。

请求报文到达LVS，LVS将数据包的源MAC修改为DIPMAC，目标MAC修改为RIPMAC。此时，请求的报文源IP为CIP，目标IP为VIP。

请求报文根据目标MAC=RIPMAC发送到后端服务器。

服务器处理完请求逻辑，开始构建响应报文回复给客户端。此时，请求的报文源IP为VIP，目标IP为CIP。

响应报文通过虚拟网络接口lo传送至物理网络接口eth0之后发出，最终返回至客户端。