Nginx/LVS/HAProxy 负载均衡软件的优缺点详解

时间:18-11-06 来源: 作者: 点击:

Nginx/LVS/HAProxy 负载均衡软件的优缺点详解

Nginx/LVS/HAProxy 负载均衡软件的优缺点详解

 

Nginx/LVS/HAProxy是目前使用最广泛的三种负载均衡软件,本人都在多个项目中实施过,参考了一些资料,结合自己的一些使用经验,总结一下。

一般对负载均衡的使用是随着网站规模的提升根据不同的阶段来使用不同的技术。具体的应用需求还得具体分析,如果是中小型的Web应用,比如日PV小于1000万,用Nginx就完全可以了;如果机器不少,可以用DNS轮询,LVS所耗费的机器还是比较多的;大型网站或重要的服务,且服务器比较多时,可以考虑用LVS。

一种是通过硬件来进行进行,常见的硬件有比较昂贵的F5和Array等商用的负载均衡器,它的优点就是有专业的维护团队来对这些服务进行维护、缺点就是花销太大,所以对于规模较小的网络服务来说暂时还没有需要使用;另外一种就是类似于Nginx/LVS/HAProxy的基于Linux的开源免费的负载均衡软件,这些都是通过软件级别来实现,所以费用非常低廉。

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MySQL数据库一主多从和读写分离,采用LVS+Keepalived的架构。当然要根据项目具体需求制定方案。

下面说说各自的特点和适用场合。

Nginx

Nginx的优点是: 

Nginx的缺点是:

  • Nginx仅能支持http、https和Email协议,这样就在适用范围上面小些,这个是它的缺点。
  • 对后端服务器的健康检查,只支持通过端口来检测,不支持通过url来检测。不支持Session的直接保持,但能通过ip_hash来解决。
  • LVS

    LVS 是使用Linux内核集群实现的一个高性能、高可用的负载均衡服务器,它具有很好的可伸缩性(Scalability)、可靠性(Reliability)和可管理性(Manageability)。

    LVS的优点是:

    LVS的缺点是:

  • 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。
  • 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。
  • HAProxy

    HAProxy的特点是:

  • HAProxy负载均衡策略非常多,HAProxy的负载均衡算法现在具体有如下8种:
  • Nginx和LVS对比的总结:

    Nginx工作在网络的7层,所以它可以针对http应用本身来做分流策略,比如针对域名、目录结构等,相比之下LVS并不具备这样的功能,所以Nginx单凭这点可利用的场合就远多于LVS了;但Nginx有用的这些功能使其可调整度要高于LVS,所以经常要去触碰触碰,触碰多了,人为出问题的几率也就会大。

    Nginx对网络稳定性的依赖较小,理论上只要ping得通,网页访问正常,Nginx就能连得通,这是Nginx的一大优势!Nginx同时还能区分内外网,如果是同时拥有内外网的节点,就相当于单机拥有了备份线路;LVS就比较依赖于网络环境,目前来看服务器在同一网段内并且LVS使用direct方式分流,效果较能得到保证。另外注意,LVS需要向托管商至少申请多一个ip来做Visual IP,貌似是不能用本身的IP来做VIP的。要做好LVS管理员,确实得跟进学习很多有关网络通信方面的知识,就不再是一个HTTP那么简单了。

    Nginx安装和配置比较简单,测试起来也很方便,因为它基本能把错误用日志打印出来。LVS的安装和配置、测试就要花比较长的时间了;LVS对网络依赖比较大,很多时候不能配置成功都是因为网络问题而不是配置问题,出了问题要解决也相应的会麻烦得多。

    Nginx也同样能承受很高负载且稳定,但负载度和稳定度差LVS还有几个等级:Nginx处理所有流量所以受限于机器IO和配置;本身的bug也还是难以避免的。

    Nginx可以检测到服务器内部的故障,比如根据服务器处理网页返回的状态码、超时等等,并且会把返回错误的请求重新提交到另一个节点。目前LVS中 ldirectd也能支持针对服务器内部的情况来监控,但LVS的原理使其不能重发请求。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,用户可能会因此而恼火。

    Nginx对请求的异步处理可以帮助节点服务器减轻负载,假如使用apache直接对外服务,那么出现很多的窄带链接时apache服务器将会占用大 量内存而不能释放,使用多一个Nginx做apache代理的话,这些窄带链接会被Nginx挡住,apache上就不会堆积过多的请求,这样就减少了相当多的资源占用。这点使用squid也有相同的作用,即使squid本身配置为不缓存,对apache还是有很大帮助的。

    Nginx能支持http、https和email(email的功能比较少用),LVS所支持的应用在这点上会比Nginx更多。在使用上,一般最前端所采取的策略应是LVS,也就是DNS的指向应为LVS均衡器,LVS的优点令它非常适合做这个任务。重要的ip地址,最好交由LVS托管,比如数据库的 ip、webservice服务器的ip等等,这些ip地址随着时间推移,使用面会越来越大,如果更换ip则故障会接踵而至。所以将这些重要ip交给 LVS托管是最为稳妥的,这样做的唯一缺点是需要的VIP数量会比较多。

    Nginx可作为LVS节点机器使用,一是可以利用Nginx的功能,二是可以利用Nginx的性能。当然这一层面也可以直接使用squid,squid的功能方面就比Nginx弱不少了,性能上也有所逊色于Nginx。Nginx也可作为中层代理使用,这一层面Nginx基本上无对手,唯一可以撼动Nginx的就只有lighttpd了,不过lighttpd目前还没有能做到 Nginx完全的功能,配置也不那么清晰易读。另外,中层代理的IP也是重要的,所以中层代理也拥有一个VIP和LVS是最完美的方案了。具体的应用还得具体分析,如果是比较小的网站(日PV小于1000万),用Nginx就完全可以了,如果机器也不少,可以用DNS轮询,LVS所耗费的机器还是比较多的;大型网站或者重要的服务,机器不发愁的时候,要多多考虑利用LVS。

    现在对网络负载均衡的使用是随着网站规模的提升根据不同的阶段来使用不同的技术:

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