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架構(gòu)設(shè)計(jì)（負(fù)載均衡）-創(chuàng)新互聯(lián)
架構(gòu)設(shè)計(jì)（負(fù)載均衡）
網(wǎng)頁題目：架構(gòu)設(shè)計(jì)（負(fù)載均衡）-創(chuàng)新互聯(lián)
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負(fù)載均衡?
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# DNS服務(wù)器
瀏覽器使用域名(如www.taobao.com)訪問網(wǎng)址，
DNS服務(wù)器解析域名，返回一個具體的IP地址
# 硬件負(fù)載均衡器(專門開發(fā)的負(fù)載均衡設(shè)備)
獲取到ip地址后，客戶端向該ip發(fā)送http請求，
硬件負(fù)載均衡器會將請求分發(fā)，發(fā)送到具體的后端服務(wù)集群
# 軟件負(fù)載均衡器
后端服務(wù)集群收到請求后，軟件負(fù)載均衡器將請求分發(fā)給某個后端服務(wù)器，
后端服務(wù)器處理請求后，將響應(yīng)結(jié)果返回給客戶端??
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DNS負(fù)載均衡A 記錄：保存域名和ip地址之間的映射，以及保存時(shí)長
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CName：保存真實(shí)域名和A記錄中主機(jī)名之間的映射關(guān)系
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DNS負(fù)載均衡策略
# 不同的DNS服務(wù)商可能支持不同的負(fù)載均衡策略
加權(quán)：一個域名映射到2個主機(jī)名，對這兩個主機(jī)名設(shè)置不同的權(quán)重
地理位置：優(yōu)先選擇靠近請求位置的主機(jī)
延時(shí)：優(yōu)先返回響應(yīng)時(shí)間最短的ip
故障：優(yōu)先返回故障率最低的ip返回??????
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LVS負(fù)載均衡客戶端請求到達(dá)lvs集群，lvs選出某個服務(wù)器處理請求并返回響應(yīng)結(jié)果
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負(fù)載均衡實(shí)現(xiàn)方式：VS/NAT、VS/TUN、VS/DR
# LVS負(fù)載均衡：四層負(fù)載均衡(IP層負(fù)載均衡)
# VS/NAT(virtual server via network translation)：通過網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡
負(fù)載均衡器(調(diào)度機(jī))收到客戶端請求，請求的源地址cip、目標(biāo)地址dip
調(diào)度機(jī)通過算法選擇一個服務(wù)器處理請求，請求源地址cip、目標(biāo)地址改寫為vip
后端服務(wù)器返回相應(yīng)數(shù)據(jù)，響應(yīng)的源地址vip、目標(biāo)地址cip
請求到達(dá)調(diào)度機(jī)后，源地址修改為vip、目標(biāo)地址不變
VS/NAT將后端地址完全隱藏，但是請求響應(yīng)都需要經(jīng)過調(diào)度機(jī)中轉(zhuǎn)，延時(shí)增大
# VS/TUN(virtual server via ip tunneling)：通過ip隧道實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡
調(diào)度機(jī)收到客戶端請求，此時(shí)源地址cip、目標(biāo)地址vip
調(diào)度機(jī)在原有請求基礎(chǔ)上，封裝一層報(bào)文，目標(biāo)地址變?yōu)閞ip
后端服務(wù)器收到請求，解析出封裝的報(bào)文，源地址cip、目標(biāo)地址vip
后端處理完成后返回響應(yīng)數(shù)據(jù)，源地址vip、目標(biāo)地址cip，不需要經(jīng)過調(diào)度機(jī)中轉(zhuǎn)
VS/TUN收到請求時(shí)會轉(zhuǎn)發(fā)，返回響應(yīng)時(shí)不需要轉(zhuǎn)發(fā)，減少延時(shí)，但是ip隧道會消耗系統(tǒng)資源
# VS/DR(virtual server via direct routing)：直接路由
調(diào)度機(jī)收到客戶端請求，源地址cip、目標(biāo)地址vip、mac地址為調(diào)度機(jī)的mac地址
調(diào)度機(jī)改寫請求的mac地址為真實(shí)的后端服務(wù)器地址，其余不變
后端服務(wù)器處理完成后，源地址vip、目標(biāo)地址cip，直接將請求返回給客戶端，不需要經(jīng)過調(diào)度機(jī)中轉(zhuǎn)
VS/DR請求響應(yīng)都不需要經(jīng)過調(diào)度機(jī)中轉(zhuǎn)，性能最好，
但是調(diào)度機(jī)、后端服務(wù)器需要在同一網(wǎng)段，對集群拓展有一定限制
# ip說明
cip(client ip)：客戶端ip地址
vip(virtual ip)：虛擬ip，lvs集群與客戶端通信的ip
dip(direct ip)：調(diào)度器ip，lvs集群與后端服務(wù)器通信的ip地址
rip(real ip)：后端服務(wù)器的ip地址LVS負(fù)載均衡策略
輪詢：將請求一次發(fā)送給后端服務(wù)器
加權(quán)輪詢：給后端服務(wù)器設(shè)置權(quán)重，權(quán)重越大的處理的請求數(shù)越多
最少連接數(shù)：將請求發(fā)送給當(dāng)前請求連接最少的后端服務(wù)器
加權(quán)最少連接：給后端服務(wù)器設(shè)置權(quán)重，請求發(fā)送給加權(quán)連接最少的后端服務(wù)器
局部最少連接：將請求發(fā)送給最近的最少連接的服務(wù)器
基于復(fù)制的最少連接：與局部最少連接類似，維護(hù)ip到一組服務(wù)器的映射，防止請求最近的服務(wù)器負(fù)載過重
源地址hash：根據(jù)客戶端ip，使用hash算法算出請求轉(zhuǎn)發(fā)的服務(wù)器
目標(biāo)地址hash：根據(jù)目標(biāo)ip，使用hash算法算出請求轉(zhuǎn)發(fā)的服務(wù)器?
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nginx負(fù)載均衡應(yīng)用層負(fù)載均衡(7層負(fù)載均衡)：nginx代理后端應(yīng)用，使用算法將請求轉(zhuǎn)發(fā)給后端服務(wù)器
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nginx 負(fù)載均衡策略
輪詢：依次將請求發(fā)給后端服務(wù)器
加權(quán)輪詢：給后端服務(wù)器設(shè)置權(quán)重，依次發(fā)送請求
隨機(jī)：將請求隨機(jī)發(fā)給后端服務(wù)器
加權(quán)隨機(jī)：給后端服務(wù)器設(shè)置權(quán)重，隨機(jī)發(fā)送請求
最少連接數(shù)：將請求發(fā)送給最少連接的后端服務(wù)器
ip hash：根據(jù)請求ip進(jìn)行hash，發(fā)送到對應(yīng)的后端服務(wù)器
自定義hash：自定義hash規(guī)則(如對請求路徑hash)，發(fā)送給對應(yīng)的后端服務(wù)器??
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負(fù)載均衡選擇負(fù)載均衡流量指標(biāo)
DAU(daily active user)：每天活躍的用戶數(shù)
qps(query per second)：每秒請求數(shù)
tps(transaction per second)：每秒事務(wù)數(shù)
IOPS(input output per second)：每秒輸入輸出速率
請求連接數(shù)：服務(wù)端、客戶端同一時(shí)間建立的連接數(shù)
流量：每秒請求數(shù)量與請求大小、或者響應(yīng)數(shù)量與響應(yīng)大小
每秒輸入流量= 每秒輸入流量數(shù) * 輸入流量平均大小
每秒輸出流量= 每秒輸出流量 + 輸出流量平均大小?
估算流量
# DAU+連接數(shù)、TPS+連接數(shù)
假設(shè)DAU=1000000，平均每秒用戶數(shù) = DAU/(24*60*60)=11.6
每個用戶每天操作20次，TPS = 11.6*20 = 232
# tps、連接數(shù)
單臺服務(wù)器大能處理的tps，可用壓測獲取
高峰時(shí)段需要處理的tps = 平時(shí)大tps * 3 = 696
高峰時(shí)段大處理的連接數(shù) = 高峰時(shí)段tps * 2 = 1392
# 假設(shè)使用一個nginx、n個后端服務(wù)器
tps：nginx的大tps大于696、每臺后端服務(wù)器*n >696
連接數(shù)：nginx大連接數(shù) >1392、每臺后端服務(wù)器*n >1392
# 集群高可用，冗余備份
考慮到集群的高可用，需要冗余部署，多配制nginx、后端服務(wù)器備用，
防止出現(xiàn)單點(diǎn)故障，只配置一個nginx時(shí)，nginx服務(wù)故障，會導(dǎo)致整個服務(wù)不可用?
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