集群部署、负载均衡(nginx、lvs)

集群部署、负载均衡(nginx、lvs)

第一部分:核心概念

1. 集群部署

是什么? 将多台服务器(节点)组合在一起,作为一个整体向用户提供服务。这些服务器通常运行着相同的应用程序。

为什么?

  • 高可用性:一台服务器宕机,其他服务器可以继续提供服务,保证业务不中断。

  • 可扩展性:当用户访问量增加时,可以通过简单地增加服务器数量来提升整体处理能力(水平扩展)。

  • 高性能:多台服务器共同分担计算和负载,处理能力远超单机。

  • 容错性:单点故障不会导致整个系统崩溃。

常见模式:

  • 主从模式:一主多从,主负责写,从负责读。常见于数据库。

  • 对等模式:所有节点地位平等,都可以处理读写请求。常见于无状态应用服务器(如 Web 应用服务器)。

2. 负载均衡

是什么? 负载均衡是集群部署的“大脑”和“交通警察”。它是一种技术,通过一个前置的负载均衡器,将来自客户端的请求按照某种算法智能地分发到后端多台真实服务器上。

为什么?

  • 避免单点过载:防止所有请求都打到一台服务器上,使其过载宕机。

  • 最大化吞吐量:充分利用集群中所有服务器的资源。

  • 实现透明扩展:用户无感知地享受后端服务器增加带来的性能提升。

  • 提供健康检查:自动发现并隔离故障节点,只将流量分发给健康的服务器。


第二部分:负载均衡器 - Nginx vs LVS

Nginx 和 LVS 是负载均衡领域两个不同层级、同样重要的解决方案。

LVS - 四层负载均衡

1. 工作层级: OSI 模型的第四层(传输层)。主要基于 IP + 端口 进行转发。 2. 工作原理: LVS 工作在 Linux 内核态,性能极高。它本身不处理请求,只是修改数据包的目标/源 IP 和端口,然后将数据包转发给后端的真实服务器(Real Server, RS)。响应数据包通常直接返回给客户端,不经过 LVS(DR 模式),效率非常高。 3. 特点: * 高性能:转发能力极强,可达每秒百万级并发,对 CPU 和内存消耗极低。 * 透明性:客户端不知道后端服务器的存在,认为服务是 LVS 提供的。 * 多种工作模式: * NAT:修改数据包的目标IP。RS 的网关必须指向 LVS。 * TUN:IP 隧道模式。LVS 和 RS 可以不在同一网络。 * DR最常用):直接路由模式。只修改数

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