负载均衡的硬件与软件实现方案

àì夳堔傛蜴生んèń 2023-10-04 21:23 5阅读 0赞

**一、什么是负载均衡**

负载均衡是分摊到多个操作单元上进行执行，例如Web服务器、FTP服务器、企业关键应用服务器和其它关键任务服务器等，从而共同完成工作任务。建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效透明的方法扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。市场上有很多的负载均衡，下面讲讲f5负载均衡和Nginx负载均衡有什么区别。

**二、Nginx负载均衡**

**1、什么是Nginx**

Nginx，即engine x，是一个高性能的HTTP和反向代理服务器，也是一个IMAP/POP3/[SMT][]P代理服务器。Nginx是目前使用最广泛的HTTP软负载均衡器。

Nginx的功能特点：

①、工作在网络的7层之上，可以针对http应用做一些分流的策略，比如针对域名、目录结构；

②、Nginx对网络的依赖比较小；

③、Nginx安装和配置比较简单，[测试][Link 1]起来比较方便；

④、也可以承担高的负载压力且稳定，一般能支撑超过1万次的并发；

⑤、Nginx可以通过端口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，www.[linux][][idc][].com 并且会把返回错误的请求重新提交到另一个节点，不过其中缺点就是不支持url来检测；

⑥、Nginx对请求的异步处理可以帮助节点服务器减轻负载；

⑦、Nginx能支持http和Em[ai][]l，这样就在适用范围上面小很多；

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**2、Nginx负载均衡实现原理：**

Nginx负载均衡的实现，采用的是反向代理技术。代理服务器充当服务器集群的前置，负责接收所有来自用户的请求，然后代理服务器根据负载均衡算法，将请求分发给服务器集群。服务器集群处理完请求后，将响应信息先发送给反向代理服务器，反向代理服务器再返回给用户。

**三、F5负载均衡**

**1、什么是F5 BIG-IP LTM**

F5负载均衡器是应用交付网络的全球领导者F5 Networks公司提供的一个负载均衡器专用设备，F5 BIG-IP LTM 的官方名称叫做本地流量管理器，可以做4-7层负载均衡，具有负载均衡、应用交换、会话交换、状态[监控][Link 2]、智能网络地址转换、通用持续性、响应错误处理、IPv6网关、高级路由、智能端口镜像、SSL加速、智能HTTP压缩、TCP优化、第7层速率整形、内容缓冲、内容转换、连接加速、高速缓存、Cookie加密、选择性内容加密、应用攻击过滤、拒绝服务（DoS）攻击和SYN Flood保护、防火墙—包过滤、包消毒等功能。

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**2、F5 BIG-IP用作HTTP负载均衡器的主要功能：**

①、F5 BIG-IP提供12种灵活的算法将所有流量均衡的分配到各个服务器，而面对用户，只是一台虚拟服务器。

②、F5 BIG-IP可以确认应用程序能否对请求返回对应的数据。假如F5 BIG-IP后面的某一台服务器发生服务停止、死机等故障，F5会检查出来并将该服务器标识为宕机，从而不将用户的访问请求传送到该台发生故障的服务器上。这样，只要其它的服务器正常，用户的访问就不会受到影响。宕机一旦修复，F5 BIG-IP就会自动查证应用已能对客户请求作出正确响应并恢复向该服务器传送。

③、F5 BIG-IP具有动态Session的会话保持功能。

④、F5 BIG-IP的iRules功能可以做HTTP内容过滤，根据不同的域名、URL，将访问请求传送到不同的服务器。

**四、两种负载均衡方案的对比**

**1、基于硬件的方式（F5负载均衡）**

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①、优点：能够直接通过智能[交换机][Link 3]实现，处理能力更强，而且与系统无关，负载性能强更适用于一大堆设备、大访问量、简单应用。

②、缺点：成本高，除设备价格高昂，而且配置冗余，很难想象后面服务器做一个集群，但最关键的负载均衡设备却是单点配置；无法有效掌握服务器及应用状态。

硬件负载均衡，一般都不管实际系统与应用的状态，而只是从网络层来判断，所以有时候系统处理能力已经不行了，但网络可能还来 得及反应（这种情况非常典型，比如应用服务器后面内存已经占用很多，但还没有彻底不行，如果网络传输量不大就未必在网络层能反映出来）。

**2、基于软件的方式（Nginx负载均衡）**

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①、优点：基于系统与应用的负载均衡，能够更好地根据系统与应用的状况来分配负载。这对于复杂应用是很重要的，性价比高，实际上如果几台服务器，用F5之类的硬件产品显得有些浪费，而用软件就要合算得多，因为服务器同时还可以跑应用做集群等。

②、缺点：负载能力受服务器本身性能的影响，性能越好，负载能力越大。

综述：由于负载均衡器本身不需要对数据进行处理，性能瓶颈更多的是在于后台服务器，通常采用软负载均衡器已非常够用且其商业友好的软件源码授权使得我们可以非常灵活的设计。

[SMT]: https://www.hqchip.com/bom.html
[Link 1]: https://www.hqpcb.com/
[linux]: https://www.elecfans.com/tags/linux/
[idc]: https://www.hqchip.com/app/1181
[ai]: https://www.elecfans.com/tags/ai/
[9ade49fb6eb24300bcd9f6ffc63c4994.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/9ade49fb6eb24300bcd9f6ffc63c4994.png
[Link 2]: https://www.hqchip.com/app/220
[224eb3e2bb3743b1abb8afb444287de0.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/224eb3e2bb3743b1abb8afb444287de0.png
[94a925c4c74d45a68bbe9415fb7c1107.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/94a925c4c74d45a68bbe9415fb7c1107.png
[Link 3]: https://www.elecfans.com/dianzichangshi/20171204593673.html
[ce3b38dd4a9b417da03ea1b8184a6c51.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/ce3b38dd4a9b417da03ea1b8184a6c51.png