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硬體均衡負載與軟體均衡負載

硬體均衡負載與軟體均衡負載

資料流量過大的網絡中,單一裝置一般是無法承擔的,需要多台裝置進行資料分流,而負載均衡器就是起到把資料分流到多台裝置的作用。

負載均衡也分了不少技術,用以滿足不同的需求,有軟/硬體負載均衡、本地/全局負載均衡、更高網絡層負載均衡,以及鍊路聚合技術。

我們用了軟負載均衡,也用了硬體負載均衡,下面我們說說這兩個各自的千秋。

一.軟體負載均衡

指在伺服器的作業系統上,安裝軟體,來實作負載均衡,如Nginx負載均衡。它的優點是基于特定環境、配置簡單、使用靈活、成本低廉,可以滿足大部分的負載均衡需求。

(1)軟體負載均衡主要有Nginx,LVS

Nginx是一個高性能的 HTTP 和 反向代理 伺服器,也是一個 IMAP/POP3/SMTP 代理伺服器。 可以說Nginx 是目前使用最為廣泛的HTTP軟負載均衡器,同時因高效的性能、穩定性、豐富的功能集、示例配置檔案和低系統資源的消耗而聞名于業界。像騰訊、淘寶、新浪等大型門戶及商業網站都采用Nginx進行HTTP網站的資料分流。

(2)Nginx的功能特點

1、工作在網絡的7層之上,可以做一些分流政策政策。

2、Nginx對網絡的依賴比較小。

3、Nginx安裝和配置比較簡單,測試友善。

4、可以承擔高的負載壓力且穩定,一般能支撐超過1萬次的并發。

5、Nginx可以通過端口檢測到伺服器内部的故障,提示負載節點是否正常。;

6、不支援Session的保持、對Big request header的支援不是很好,另外預設的隻有Round-robin和IP-hash兩種負載均衡算法。

(3)Nginx的原理

Nginx采用的是反向代理技術,代理伺服器來接受internet上的連接配接請求,然後将請求轉發給内部網絡上的伺服器,并将從伺服器上得到的結果傳回給網絡上請求連接配接的用戶端,此時代理伺服器對外就表現的,就像為一個伺服器。反向代理負載均衡技術是把來自網絡上的連接配接請求以反向代理的方式動态地轉發給内部網絡上的多台伺服器進行處理,進而達到負載均衡的目的。

硬體均衡負載與軟體均衡負載

二.硬體負載均衡

直接在伺服器和外部網絡間安裝負載均衡硬體裝置,這種裝置我們通常稱之為負載均衡器。由專門的裝置完成,獨立于作業系統,整體性能得到大量提高,加上更多的負載均衡政策,智能化的流量管理,可達到最佳的負載均衡需求。 一般來說,硬體負載均衡在功能、性能上優于軟體方式,不過成本昂貴,很常見的有 F5負載均衡器。

(1)F5負載均衡器介紹

F5負載均衡器是應用傳遞網絡的全球上司者F5 Networks公司提供的一個負載均衡器專用裝置,F5 BIG-IP LTM 的官方名稱叫做本地流量管理器,可以做4-7層負載均衡,具有負載均衡、應用交換、會話交換、狀态監控、智能網絡位址轉換、通用持續性、響應錯誤處理、IPv6網關、進階路由、智能端口鏡像、SSL加速、智能HTTP壓縮、TCP優化、第7層速率整形、内容緩沖、内容轉換、連接配接加速、高速緩存、Cookie加密、選擇性内容加密、應用攻擊過濾、拒絕服務(DoS)攻擊和SYN Flood保護、防火牆—包過濾、包消毒等功能。

(2)F5負載均衡器的功能介紹:

1.F5 BIG-IP提供12種靈活的算法将所有流量均衡的配置設定到各個伺服器,而面對使用者而言,隻是一台虛拟伺服器。

2.F5 BIG-IP可以确認應用程式能否對請求傳回對應的資料。假如F5 BIG-IP後面的某一台伺服器發生服務停止、當機等故障,F5會檢查出來并将該伺服器辨別為當機,進而不将使用者的通路請求傳送到該台發生故障的伺服器上。這樣,隻要其它的伺服器正常,使用者的通路就不會受到影響。當機一旦修複,F5 BIG-IP就會自動查證應用已能對客戶請求作出正确響應并恢複向該伺服器傳送。

3.F5 BIG-IP具有動态Session的會話保持功能。

4.F5 BIG-IP的iRules功能可以做内容過濾,根據不同的域名、URL,将通路請求傳送到不同的伺服器上。

硬體負載均衡與軟體負載均衡優缺點對比:

硬體負載均衡方式(F5)

優點:能夠直接通過智能交換機實作,處理能力更強,而且與系統無關,負載性能強更适用于一大堆裝置、大通路量、簡單應用

缺點:成本高,除裝置價格高昂,而且配置備援.很難想象後面伺服器做一個叢集,但最關鍵的負載均衡裝置卻是單點配置;無法有效掌握伺服器及應用狀态.

硬體負載均衡,一般都不管實際系統與應用的狀态,而隻是從網絡層來判斷,是以有時候系統處理能力已經不行了,但網絡可能還來得及反應(這種情況比較典型,比如應用伺服器後面記憶體已經占用很多,但還沒有徹底不行,如果網絡傳輸量不大就未必在網絡層能反映出來)

軟體負載均衡方式(Nginx)

優點:基于系統與應用的負載均衡,能夠更好地根據系統與應用的狀況來配置設定負載。這對于複雜應用是很重要的,成本效益高,實際上如果幾台伺服器,用F5之類的硬體産品顯得有些浪費,而用軟體就要合算得多,因為伺服器同時還可以跑應用做叢集等。

缺點:負載能力受伺服器本身性能的影響,性能越好,負載能力越大。

綜述:對我們系統環境來說,由于負載均衡器本身不需要對資料進行處理,性能瓶頸更多的是在于背景伺服器,通常采用軟負載均衡器已非常夠用,可以無逢的和我們系統平台相結合。

硬體負載均衡應用場景,更多的是大量背景伺服器,大量資料處理分發,比如每秒上十萬的資料并發,這樣需要選擇一個合适的硬體負載均衡裝置。