Keepalived+LVS+nginx搭建nginx高可用集群.pdfVIP

Keepalived+LVS+nginx搭建nginx高可用集群 java扛砖大哥 nginx是一款非常优秀的反向代理工具，支持请求分发，负载均衡，以及缓存等等非常实用的功 能。在请求处理上，nginx采用的是epoll模型，这是一种基于事件监听的模型，因而其具备非常高 效的请求处理效率，单机并发能力能够达到上百万。nginx接收到的请求可以通过负载均衡策略分 发到其下一级的应用服务器，这些服务器一般是以集群方式部署的，因而在性能不足的情况下，应 用服务器可以通过加机器的方式扩展流量。此时，对于一些特大型的网站，性能的瓶颈就来自于 nginx了，因为单机的nginx的并发能力是有上限的，而nginx本身是不支持集群模式的，因而此时 对nginx的横向扩展就显得尤为重要。 keepalived是一款服务器状态检测和故障切换的工具。在其配置文件中，可以配置主备服务器和 该服务器的状态检测请求。也就是说keepalived可以根据配置的请求，在提供服务期间不断向指 定服务器发送请求，如果该请求返回的状态码是200，则表示该服务器状态是正常的，如果不正 常，那么keepalived就会将该服务器给下线掉，然后将备用服务器设置为上线状态。 lvs是一款用于四层负载均衡的工具。所谓的四层负载均衡，对应的是网络七层协议，常见的如 HTTP协议是建立在七层协议上的，而lvs作用于四层协议上，也即：传输层，网络层，数据链路层 和物理层。这里的传输层主要协议有TCP和UDP协议，也就是说lvs主要支持的方式是TCP和 UDP。也正是因为lvs是处于四层负载均衡上的，因而其处理请求的能力比常见的服务器要高非常 多，比如nginx的请求处理就是建立在网络七层上的，lvs的负载均衡能力是nginx的十倍以上。 通过上面的介绍，我们可以发现，在特大型网站中，应用服务器是可以横向扩容的，而nginx是不 支持横向扩容的，此时nginx就会成为性能瓶颈。而lvs是一款负载均衡工具，因而如果我们结合 lvs和nginx，那么就可以通过部署多台nginx服务器，通过lvs的负载均衡能力，将请求均衡的分发 到各个nginx服务器上，再由nginx服务器分发到各个应用服务器，这样，我们就实现了nginx的横 向扩展了。由于nginx本质上也是一款应用服务器，因而其也有可能宕机，因而这里结合 keepalived就可以实现nginx的故障检测和服务切换。也就是说，通过keepalived+lvs+nginx， 我们实现了nginx的高可用集群模式。 在上面的介绍中，我们会注意到，虽然keepalived+lvs+nginx实现了nginx的集群模式，但是在 我们使用nginx的时候，其本身是有一个ip和端口的，默认监听的端口是80和443，那么lvs是如何 实现将请求分发给具有不同ip和端口的nginx服务器的呢？这里就是通过虚拟ip实现的，所谓虚拟 ip就是对外提供一个公共的ip，外部客户端请求的都是这个ip，lvs在接收到虚拟ip的请求之后，通 过配置的调度器和负载均衡策略，选择一个目标nginx服务器，然后将请求转发给该服务器。这里 lvs有两个概念，就是调度器和负载均衡策略，所谓的调度器指的是lvs将会以何种方式处理请求和 响应数据，其主要有三种调度器： Virtual Server via Network Address Translation(VS/NAT)：这种方式的主要原理是，用户发送 请求到虚拟ip上后，lvs会根据负载均衡算法选择一个目标处理服务，然后将请求报文中的目标ip地 址修改为计算得到的目标服务器，并且发送给该服务器。对于响应的报文，调度器会将目标服务器 返回的响应数据中的源地址修改为虚拟ip地址。通过这种方式，对客户端而言，其形式上面向的是 一台服务器。不过这种方式的缺点在于，所有的响应数据都需要通过调度器，如果请求量比较大的 情况下，那么调度器就会成为整个系统的瓶颈。 Virtual Server via IP Tunneling(VS/TUN)：这种方式主要解决的就是VS/NAT中，响应数据会经 过调度器的问题。同VS/NAT一样 ，调度器还是会接收请求的数据，并且将报文中的目标ip修改为 目标服务的ip，但是在目标服务处理完数据之后，其会直接将响应报