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实现基于LVS负载均衡集群的电商网站架构

关键词:广州建站 作者:智唯建站 | VISITORS: | 来源:智唯网络科技
15Nov
2017
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  背景

  随着业务的发展,网站的访问量越来越大,网站访问量已经从原来的1000QPS,变为3000QPS,网站已经不堪重负,响应缓慢,面对此场景,单纯靠单台LNMP的架构已经无法承载更多的用户访问,此时需要用负载均衡技术,对网站容量进行扩充,来解决承载的问题。scale out? scale up?

  技术说明

  集群(cluster)技术是一种较新的技术,通过集群技术,可以在付出较低成本的情况下获得在性能、可靠性、灵活性方面的相对较高的收益,其任务调度则是集群系统中的核心技术。

  集群是一组相互独立的、通过高速网络互联的计算机,它们构成了一个组,并以单一系统的模式加以管理。一个客户与集群相互作用时,集群像是一个独立的服务器。

  

实现基于LVS负载均衡集群的电商网站架构

 

  集群组成后,可以利用多个计算机和组合进行海量请求处理(负载均衡),从而获得很高的处理效率,也可以用多个计算机做备份(高可用),使得任何一个机器坏了整个系统还是能正常运行。集群在目前互联网公司是必备的技术,极大提高互联网业务的可用性和可缩放性。

  负载均衡集群技术

  负载均衡(Load Balance)负载均衡集群为企业需求提供了可解决容量问题的有效方案。负载均衡集群使负载可以在计算机集群中尽可能平均地分摊处理。

  负载通常包括应用程序处理负载和网络流量负载。这样的系统非常适合向使用同一组应用程序的大量用户提供服务。每个节点都可以承担一定的处理负载,并且可以实现处理负载在节点之间的动态分配,以实现负载均衡。对于网络流量负载,当网络服务程序接受了高入网流量,以致无法迅速处理,这时,网络流量就会发送给在其它节点上运行的网络服务程序。也可根据服务器的承载能力,进行服务请求的分发,从而使用户的请求得到更快速的处理。

  负载均衡集群技术实现

  负载均衡(Load Balance)

  负载均衡技术类型:基于4层负载均衡技术和基于7层负载均衡技术

  负载均衡实现方式:硬件负载均衡设备或者软件负载均衡

  硬件负载均衡产品:F5 BIG-IP 、Citrix Netscaler 、深信服 、Array 、Radware

  软件负载均衡产品: LVS(Linux Virtual Server)、 Haproxy、Nginx、Ats(apache traffic server)

  负载均衡技术演示图

  

实现基于LVS负载均衡集群的电商网站架构

 

  lvs是实现负载均衡技术的一种,下面来介绍一下lvs

  LVS是什么

  LVS是Linux Virtual Server的简称,也就是Linux虚拟服务器, 是一个由章文嵩博士发起的自由软件项目,它的官方站点是www.linuxvirtualserver.org。现在LVS已经是 Linux标准内核的一部分,在Linux2.4内核以前,使用LVS时必须要重新编译内核以支持LVS功能模块,但是从Linux2.4内核以后,已经完全内置了LVS的各个功能模块,无需给内核打任何补丁,可以直接使用LVS提供的各种功能。

  LVS自从1998年开始,发展到现在已经是一个比较成熟的技术项目了。可以利用LVS技术实现高可伸缩的、高可用的网络服务,例如WWW服务、Cache服务、DNS服务、FTP服务、MAIL服务、视频/音频点播服务等等,有许多比较著名网站和组织都在使用LVS架设的集群系统,例如:Linux的门户网(www.linux.com)、向RealPlayer提供音频视频服务而闻名的Real公司(www.real.com)、全球最大的开源网站(sourceforge.net)等。

  LVS软件作用:通过LVS提供的负载均衡技术和Linux操作系统实现一个高性能、高可用的服务器群集,它具有良好可靠性、可扩展性和可操作性。从而以低廉的成本实现最优的服务性能。

  LVS特性

  高并发连接:LVS基于内核网络层面工作,有超强的承载能力和并发处理能力。单台LVS负载均衡器,可支持上万并发连接。稳定性强:是工作在网络4层之上仅作分发之用,这个特点也决定了它在负载均衡软件里的性能最强,稳定性最好,对内存和cpu资源消耗极低。

  成本低廉:硬件负载均衡器少则十几万,多则几十万上百万,LVS只需一台服务器和就能免费部署使用,性价比极高。

  配置简单:LVS配置非常简单,仅需几行命令即可完成配置,也可写成脚本进行管理。

  支持多种算法:支持多种论调算法,可根据业务场景灵活调配进行使用

  支持多种工作模型:可根据业务场景,使用不同的工作模式来解决生产环境请求处理问题。

  应用范围广: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、DNS、ftp服务等等

  缺点:工作在4层,不支持7层规则修改,机制过于庞大,不适合小规模应用。

  LVS工作流程图

  

实现基于LVS负载均衡集群的电商网站架构

 

  LVS工作内核模型

  

实现基于LVS负载均衡集群的电商网站架构

 

  1.当客户端的请求到达负载均衡器的内核空间时,首先会到达PREROUTING链。

  2.当内核发现请求数据包的目的地址是本机时,将数据包送往INPUT链。

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