【架构】负载均衡SLB浅谈

SLB负载均衡架构培训文档

1. 引言

作为一名架构师，理解并掌握SLB（Server Load Balancer）负载均衡架构是非常重要的。本培训文档旨在为您提供关于SLB负载均衡架构的详细知识和指导，帮助您更好地设计和优化企业级应用。

2. SLB负载均衡基础

2.1 负载均衡概念

负载均衡是一种技术，用于分散工作负载，以便在多个操作单元（如计算机、网络链接、中央处理器或磁盘驱动器）之间进行优化资源使用、最大化吞吐量、最小化响应时间，并防止任何单个资源的过载。

2.2 SLB工作原理

SLB负载均衡器通常位于客户端和服务器之间，充当反向代理。它接收来自客户端的请求，根据预定义的算法将请求分发到后端服务器，从而实现负载均衡。

2.3 SLB优势

  • 提高应用可用性和可靠性
  • 提升应用性能和响应速度
  • 实现灵活的扩展和缩放
  • 简化应用部署和维护

3. SLB负载均衡架构设计

3.1 架构层次

SLB负载均衡架构通常分为以下层次：

  1. 客户端层：客户端发送请求到SLB负载均衡器。
  2. 负载均衡层：SLB负载均衡器根据算法将请求分发到后端服务器。
  3. 服务器层：后端服务器处理请求并返回响应。

3.2 负载均衡算法

常见的负载均衡算法包括：

  • 轮询（Round Robin）
  • 加权轮询（Weighted Round Robin）
  • 最少连接（Least Connections）
  • 加权最少连接（Weighted Least Connections）
  • 基于源IP哈希（Source IP Hash）

3.3 高可用性设计

为了确保SLB负载均衡器的高可用性，通常采用以下设计：

  • 主备模式：主负载均衡器故障时，备用负载均衡器自动接管。
  • 双活模式：两台或多台负载均衡器同时工作，提高系统性能和可靠性。

3.4 安全性设计

SLB负载均衡器应具备以下安全性功能：

  • 防火墙：防止恶意访问和攻击。
  • SSL卸载：减轻服务器负担，提高性能。
  • DDoS防护：防止分布式拒绝服务攻击。

4. SLB负载均衡实践

4.1 部署SLB负载均衡器

根据企业需求，选择合适的SLB负载均衡器产品，如阿里云、腾讯云等。部署过程中，关注以下方面：

  • 配置负载均衡策略
  • 设置健康检查和故障转移
  • 配置安全组和访问控制

4.2 监控与优化

通过监控SLB负载均衡器的性能指标，如请求量、响应时间、并发连接数等，评估系统状况，并根据实际情况进行优化。

4.3 故障排查与处理

当SLB负载均衡器出现故障时，遵循以下步骤进行排查和处理：

  1. 分析监控数据，确定故障原因。
  2. 根据故障原因，调整负载均衡策略或后端服务器配置。
  3. 测试并验证故障是否已解决。

5. 总结

通过本次培训，您应该对SLB负载均衡架构有了更深入的了解。作为一名架构师，您需要不断学习和实践，以更好地为企业级应用设计高效、可靠、安全的负载均衡解决方案。

SLB负载均衡技术选型培训文档

1. 引言

作为一名架构师，在进行SLB（Server Load Balancer）负载均衡技术选型时，需要全面了解各种技术的优缺点，以及主流竞品的性能、功能和成本等方面的差异。本培训文档旨在为您提供关于SLB负载均衡技术选型的详细知识和指导，帮助您为企业级应用选择合适的负载均衡解决方案。

2. SLB负载均衡技术概述

2.1 硬件负载均衡

硬件负载均衡器通常采用专用硬件实现，具有高性能、高可靠性和高安全性的特点。常见的硬件负载均衡器有F5 BIG-IP、Citrix NetScaler等。

2.2 软件负载均衡

软件负载均衡器基于通用服务器运行，具有成本低、部署灵活和易于扩展的优势。常见的软件负载均衡器有Nginx、HAProxy、LVS（Linux Virtual Server）等。

2.3 云负载均衡

云负载均衡器是云计算服务提供商提供的一种负载均衡服务，如阿里云负载均衡、腾讯云负载均衡、AWS Elastic Load Balancing等。云负载均衡器具有易于管理、按需扩展和成本透明的特点。

3. 技术选型对比

3.1 性能

  • 硬件负载均衡器：性能较高，适用于高并发场景。
  • 软件负载均衡器：性能适中，适用于一般并发场景。
  • 云负载均衡器：性能取决于所选实例规格，可按需扩展。

3.2 功能

  • 硬件负载均衡器：功能丰富，支持高级特性如全局负载均衡、压缩、加密等。
  • 软件负载均衡器：功能相对简单，但能满足大部分应用场景需求。
  • 云负载均衡器：功能丰富，且与云服务提供商的其他服务（如云数据库、云存储等）集成良好。

3.3 成本

  • 硬件负载均衡器：成本较高，包括硬件购置、维护和升级费用。
  • 软件负载均衡器：成本较低，主要在于服务器和运维人员成本。
  • 云负载均衡器：成本适中，按使用量付费，无需硬件投资。

3.4 可维护性

  • 硬件负载均衡器：需要专业人员进行维护和升级。
  • 软件负载均衡器：维护相对简单，可通过社区或厂商获得支持。
  • 云负载均衡器：由云服务提供商负责维护和升级，用户无需关注底层硬件和软件。

3.5 部署方式

  • 硬件负载均衡器：需独立部署，可能涉及物理位置限制。
  • 软件负载均衡器：可部署在物理服务器、虚拟机或容器中，灵活度高。
  • 云负载均衡器：与云服务提供商的基础设施集成，部署简便。

4. 技术选型建议

在进行SLB负载均衡技术选型时，建议考虑以下因素：

  1. 应用场景：根据应用场景的并发量、性能需求等因素选择合适的负载均衡技术。
  2. 成本预算：权衡初期投资和长期运营成本，选择成本效益最高的方案。
  3. 维护能力：根据团队的技术实力和维护需求，选择易于维护的负载均衡技术。
  4. 可扩展性：考虑未来业务发展，选择具有良好可扩展性的负载均衡技术。

5. 总结

通过本次培训，您应该对SLB负载均衡技术选型有了更深入的了解。作为一名架构师，您需要根据企业需求，综合考虑各种技术的优缺点，为主流竞品进行合理的技术选型，以实现高效、可靠、安全的负载均衡解决方案。

Nginx主备架构与三可用区高可用配置手册

1. 引言

本文档旨在为Java架构师提供使用Nginx作为负载均衡器的主备架构配置，以及在三可用区环境中实现高可用配置的具体步骤。我们将详细介绍Nginx的配置，以及如何确保后端服务在多个可用区中的高可用性。

2. 环境准备

在开始配置之前，请确保您已经准备好以下环境：

  • 两台Nginx服务器，一台作为主服务器，一台作为备用服务器。
  • 后端服务部署在三个不同的可用区中。
  • 所有服务器之间网络互通，且可以访问公网（用于获取Nginx证书等）。

3. Nginx主备配置

3.1 安装Nginx

在两台Nginx服务器上安装Nginx。以Ubuntu系统为例，可以使用以下命令：

sudo apt update
sudo apt install nginx

3.2 配置主服务器

编辑主服务器的Nginx配置文件（例如 /etc/nginx/nginx.conf），设置上游服务器：

http {upstream backend {server backend-server1.example.com;server backend-server2.example.com;server backend-server3.example.com;}server {listen 80;location / {proxy_pass http://backend;proxy_set_header Host $host;proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;}}
}

3.3 配置备用服务器

编辑备用服务器的Nginx配置文件，使其与主服务器相同。

3.4 配置Keepalived

在主备服务器上安装Keepalived，用于实现VIP（虚拟IP）的高可用：

sudo apt install keepalived

编辑主服务器的Keepalived配置文件（例如 /etc/keepalived/keepalived.conf）：

vrrp_instance VI_1 {state MASTERinterface eth0virtual_router_id 51priority 100advert_int 1authentication {auth_type PASSauth_pass 1234}virtual_ipaddress {192.168.1.100}
}
virtual_server 192.168.1.100 80 {delay_loop 6lb_algo rrlb_kind NATpersistence_timeout 50protocol TCPreal_server backend-server1.example.com 80 {weight 1HTTP_GET {url {path /status_code 200}connect_timeout 3nb_get_retry 3delay_before_retry 3}}real_server backend-server2.example.com 80 {weight 1HTTP_GET {url {path /status_code 200}connect_timeout 3nb_get_retry 3delay_before_retry 3}}real_server backend-server3.example.com 80 {weight 1HTTP_GET {url {path /status_code 200}connect_timeout 3nb_get_retry 3delay_before_retry 3}}
}

编辑备用服务器的Keepalived配置文件，将state设置为BACKUP，priority设置为小于100的值（例如99）。

3.5 启动Nginx和Keepalived

在两台服务器上启动Nginx和Keepalived服务：

sudo systemctl start nginx
sudo systemctl start keepalived

确保服务随系统启动自动启动：

sudo systemctl enable nginx
sudo systemctl enable keepalived

4. 三可用区高可用配置

确保后端服务在三个可用区中均部署，并配置健康检查，以确保Nginx负载均衡器仅将流量转发到健康的后端服务器。

5. 测试与验证

配置完成后，测试VIP是否正确地浮动到主服务器，并通过VIP访问后端服务，验证负载均衡是否正常工作。

6. 监控与维护

定期检查Nginx和Keepalived的日志文件，监控服务状态，并根据需要进行维护和配置调整。

7. 总结

本手册提供了使用Nginx作为负载均衡器的主备架构配置，以及在三可用区环境中实现高可用配置的具体步骤。通过这些配置，您可以确保后端服务在多个可用区中的高可用性，并实现流量的负载均衡。

Nginx反向代理与负载均衡快速入门手册

1. 引言

本文档旨在帮助您（小白）迅速掌握如何使用Nginx作为反向代理来实现三台机器的负载均衡。我们将详细介绍Nginx的安装、配置细节，以及如何设置上游服务器和负载均衡策略。

2. 环境准备

在开始之前，请确保您已经准备好以下环境：

  • 一台安装了Nginx的服务器作为反向代理服务器。
  • 三台后端服务器，用于处理客户端请求。
    所有服务器之间网络互通，且可以访问公网（用于获取Nginx证书等）。

3. 安装Nginx

在代理服务器上安装Nginx。以Ubuntu系统为例，可以使用以下命令：

sudo apt update
sudo apt install nginx

4. 配置Nginx

4.1 配置上游服务器

这个是被代理的服务器
编辑Nginx的配置文件（例如 /etc/nginx/nginx.conf），设置上游服务器：

http {upstream myapp1 {server backend-server1.example.com;server backend-server2.example.com;server backend-server3.example.com;}server {listen 80;location / {proxy_pass http://myapp1;proxy_set_header Host $host;					#将请求头中Host 请求头的值发送到服务器proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;  		#传递客户端ipproxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;}}
}

4.2 负载均衡策略

Nginx支持多种负载均衡策略，常见的有：

  • 轮询（Round Robin）：默认策略，请求按时间顺序逐一分配到不同的服务器，如果服务器down掉，能自动剔除。
  • 最少连接（Least Connections）：分配到当前连接数最少的服务器。
  • IP哈希（IP Hash）：根据请求的来源IP地址，将请求分配到固定的服务器，可以在一定程度上保持用户的会话状态。
    例如，要使用最少连接策略，可以修改上游服务器配置：
upstream myapp1 {least_conn;server backend-server1.example.com;server backend-server2.example.com;server backend-server3.example.com;
}

5. 启动Nginx

配置完成后，启动Nginx服务：

sudo systemctl start nginx

确保服务随系统启动自动启动：

sudo systemctl enable nginx

6. 测试与验证

配置完成后，通过访问代理服务器的IP地址或域名，验证负载均衡是否正常工作。可以使用浏览器或命令行工具（如curl）进行测试：

curl http://proxy-server.example.com

观察响应内容，验证是否从不同的后端服务器获取到数据。

7. 监控与维护

定期检查Nginx的访问日志和错误日志，监控服务状态，并根据需要进行维护和配置调整。

8. 总结

通过本手册，您应该能够迅速掌握如何使用Nginx作为反向代理来实现三台机器的负载均衡。了解配置细节和负载均衡策略，可以帮助您根据实际需求调整Nginx配置，实现高效、可靠的负载均衡解决方案。

Nginx极简实战—如何实现Nginx负载均衡高可用

之前讲了Nginx 如何实现负载均衡，以及如何实现动静分离。但是还确少Nginx 高可用的部分。因为Nginx 处于整个系统非常重要的位置，Nginx的高可用影响到整个系统的稳定性。如果nginx服务器宕机后端web服务将无法提供服务，影响严重。所以，接下来就来介绍Nginx + keepalived 实现高可用的方案。

一、什么是负载均衡高可用

nginx作为负载均衡器，所有请求都到了nginx，可见nginx处于非常重点的位置，如果nginx服务器宕机后端web服务将无法提供服务，影响严重。
为了屏蔽负载均衡服务器的宕机，需要建立一个备份机。主服务器和备份机上都运行高可用（High Availability）监控程序，通过传送诸如“I am alive”这样的信息来监控对方的运行状况。当备份机不能在一定的时间内收到这样的信息时，它就接管主服务器的服务IP并继续提供负载均衡服务；当备份管理器又从主管理器收到“I am alive”这样的信息时，它就释放服务IP地址，这样的主服务器就开始再次提供负载均衡服务。

二、Nginx高可用方案

目前，比较流行的实现Nginx高可用方案就是：keepalived+nginx实现主备方案。
1、什么是keepalived
keepalived是集群管理中保证集群高可用的一个服务软件，用来防止单点故障。
Keepalived的作用是检测web服务器的状态，如果有一台web服务器死机，或工作出现故障，Keepalived将检测到，并将有故障的web服务器从系统中剔除，当web服务器工作正常后Keepalived自动将web服务器加入到服务器群中，这些工作全部自动完成，不需要人工干涉，需要人工做的只是修复故障的web服务器。

2、keepalived工作原理
keepalived是以VRRP协议为实现基础的，VRRP全称Virtual Router Redundancy Protocol，即虚拟路由冗余协议。
虚拟路由冗余协议，可以认为是实现路由器高可用的协议，即将N台提供相同功能的路由器组成一个路由器组，这个组里面有一个master和多个backup，master上面有一个对外提供服务的vip（VIP = Virtual IP Address，虚拟IP地址，该路由器所在局域网内其他机器的默认路由为该vip），master会发组播，当backup收不到VRRP包时就认为master宕掉了，这时就需要根据VRRP的优先级来选举一个backup当master。这样的话就可以保证路由器的高可用了。
keepalived主要有三个模块，分别是core、check和VRRP。core模块为keepalived的核心，负责主进程的启动、维护以及全局配置文件的加载和解析。check负责健康检查，包括常见的各种检查方式。VRRP模块是来实现VRRP协议的。

3、keepalived+nginx实现主备过程
下图是keepalived + nginx 实现主备的过程。

从上图可以看到，主Nginx健康时，系统所有的请求通过主Nginx 转发到Tomcat服务器集群。当主Nginx 宕机后，会立马切换到备Nginx ，由备Nginx 提供转发服务。这样就保证系统的正常运行。

三、环境准备

1、两天Nginx服务器和两台web服务器
两台nginx，一主一备：192.168.101.3和192.168.101.4
两台tomcat服务器：192.168.101.5、192.168.101.6

2、安装keepalived
分别在主备nginx上安装keepalived，这里就讲解keepalived的安装了。

3、配置虚拟IP（vip：192.168.101.100）

四、配置Nginx高可用

1、配置主nginx
修改主nginx下/etc/keepalived/keepalived.conf文件，配置主Nginx。
#全局配置
global_defs {
notification_email { #指定keepalived在发生切换时需要发送email到的对象，一行一个
XXX@XXX.com
}
notification_email_from XXX@XXX.com #指定发件人
#smtp_server XXX.smtp.com #指定smtp服务器地址
#smtp_connect_timeout 30 #指定smtp连接超时时间
router_id LVS_DEVEL #运行keepalived机器的一个标识
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER #标示状态为MASTER 备份机为BACKUP
interface eth0 #设置实例绑定的网卡
virtual_router_id 51 #同一实例下virtual_router_id必须相同
priority 100 #MASTER权重要高于BACKUP 比如BACKUP为99
advert_int 1 #MASTER与BACKUP负载均衡器之间同步检查的时间间隔，单位是秒
authentication { #设置认证
auth_type PASS #主从服务器验证方式
auth_pass 8888
}
virtual_ipaddress { #设置vip
192.168.101.100 #可以多个虚拟IP，换行即可
}
}
2、配置备nginx
修改备nginx下/etc/keepalived/keepalived.conf文件，配置备Nginx
配置备nginx时需要注意：需要修改state为BACKUP , priority比MASTER低，virtual_router_id和master的值一致

#全局配置
global_defs {
notification_email { #指定keepalived在发生切换时需要发送email到的对象，一行一个
XXX@XXX.com
}
notification_email_from XXX@XXX.com #指定发件人
#smtp_server XXX.smtp.com #指定smtp服务器地址
#smtp_connect_timeout 30 #指定smtp连接超时时间
router_id LVS_DEVEL #运行keepalived机器的一个标识
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP #标示状态为MASTER 备份机为BACKUP
interface eth0 #设置实例绑定的网卡
virtual_router_id 51 #同一实例下virtual_router_id必须相同
priority 99 #MASTER权重要高于BACKUP 比如BACKUP为99
advert_int 1 #MASTER与BACKUP负载均衡器之间同步检查的时间间隔，单位是秒
authentication { #设置认证
auth_type PASS #主从服务器验证方式
auth_pass 8888
}
virtual_ipaddress { #设置vip
192.168.101.100 #可以多个虚拟IP，换行即可
}
}
3、验证测试
1、主备nginx都启动keepalived及nginx。
service keepalived start
./nginx

2、启动之后，主Nginx正常工作，分别查看主nginx和 备nginx的eth0设置，vip（192.168.101.100）绑定在主nginx的eth0上。
访问http://192.168.101.100，访问成功。

3、将主nginx的keepalived停止或将主nginx关机(相当于模拟宕机)，再次查看主nginx和 备nginx的eth0设置，vip（192.168.101.100）已经漂移到备nginx 上。
再次访问http://192.168.101.100，发现系统依然可以访问。说明使用keepalived 成功实现了Nginx的高可用。

最后
以上，keepalived+nginx 系统高可用的解决方案介绍完了，看上去复杂，其实配置还是比较简单的。

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