haproxy & LVS*(keepalived和heartbeat) & ng的比较

http://network.51cto.com/art/201101/241997.htm  专题 软件级负载均衡器

 

 

LVS的特点是：

    1、抗负载能力强、是工作在网络4层之上仅作分发之用，没有流量的产生，这个特点也决定了它在负载均衡软件里的性能最强的;
    　　2、配置性比较低，这是一个缺点也是一个优点，因为没有可太多配置的东西，所以并不需要太多接触，大大减少了人为出错的几率;
    　　3、工作稳定，自身有完整的双机热备方案，如LVS+Keepalived和LVS+Heartbeat，不过我们在项目实施中用得最多的还是LVS/DR+Keepalived;
    　　4、无流量，保证了均衡器IO的性能不会收到大流量的影响;
    　　5、应用范围比较广，可以对所有应用做负载均衡;
    　　6、软件本身不支持正则处理，不能做动静分离，这个就比较遗憾了;其实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。
    　　7、如果是网站应用比较庞大的话，实施LVS/DR+Keepalived起来就比较复杂了，特别后面有Windows Server应用的机器的话，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。


Nginx的特点是：

    　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，它的正则规则比HAProxy更为强大和灵活，这也是许多朋友喜欢它的原因之一;
    　　2、Nginx对网络的依赖非常小，理论上能ping通就就能进行负载功能，这个也是它的优势所在;
    　　3、Nginx安装和配置比较简单，测试起来比较方便;
    　　4、也可以承担高的负载压力且稳定，一般能支撑超过几万次的并发量;
    　　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，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仅能支持http和Email，这样就在适用范围上面小很多，这个它的弱势;
    　　7、Nginx不仅仅是一款优秀的负载均衡器/反向代理软件，它同时也是功能强大的Web应用服务器。LNMP现在也是非常流行的web架构，大有和以前最流行的LAMP架构分庭抗争之势，在高流量的环境中也有很好的效果。
    　　8、Nginx现在作为Web反向加速缓存越来越成熟了，很多朋友都已在生产环境下投入生产了，而且反映效果不错，速度比传统的Squid服务器更快，有兴趣的朋友可以考虑用其作为反向代理加速器。


　
HAProxy的特点是：

    1、HAProxy是支持虚拟主机的，以前有朋友说这个不支持虚拟主机，我这里特此更正一下。
    　　2、能够补充Nginx的一些缺点比如 Session的保持，Cookie的引导等工作
    　　3、支持url检测后端的服务器出问题的检测会有很好的帮助。
    　　4、它跟LVS一样，本身仅仅就只是一款负载均衡软件;单纯从效率上来讲HAProxy更会比Nginx有更出色的负载均衡速度，在并发处理上也是优于Nginx的。
    　　5、HAProxy可以对Mysql读进行负载均衡，对后端的MySQL节点进行检测和负载均衡，不过在后端的MySQL slaves数量超过10台时性能不如LVS，所以我向大家推荐LVS+Keepalived。
    　　6、HAProxy的算法现在也越来越多了，具体有如下8种：
    　　①roundrobin，表示简单的轮询，这个不多说，这个是负载均衡基本都具备的;
    　　②static-rr，表示根据权重，建议关注;
    　　③leastconn，表示最少连接者先处理，建议关注;
    　　④ource，表示根据请求源IP，这个跟Nginx的IP_hash机制类似，我们用其作为解决session问题的一种方法，建议关注;
    　　⑤ri，表示根据请求的URI;
    　　⑥rl_param，表示根据请求的URl参数'balance url_param' requires an URL parameter name;
    　　⑦hdr(name)，表示根据HTTP请求头来锁定每一次HTTP请求;
    　　⑧rdp-cookie(name)，表示根据据cookie(name)来锁定并哈希每一次TCP请求。

 

 

 

 

 

 

--------------------------------keepalived和heartbeat区别  （附件：LVS-DR原理剖析.pdf）

 

Keepalived使用的vrrp协议方式，虚拟路由冗余协议 (Virtual Router Redundancy Protocol，简称VRRP)；

Heartbeat是基于主机或网络的服务的高可用方式；

keepalived的目的是模拟路由器的双机

heartbeat的目的是用户service的双机

lvs的高可用建议用keepavlived

业务的高可用用heartbeat

 

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Keepalived介绍

Keepalived 是一个基于VRRP协议来实现的WEB 服务高可用方案，可以利用其来避免单点故障。一个WEB服务至少会有2台服务器运行Keepalived，一台为主服务器（MASTER），一台为备份服 务器（BACKUP），但是对外表现为一个虚拟IP，主服务器会发送特定的消息给备份服务器，当备份服务器收不到这个消息的时候，即主服务器宕机的时候， 备份服务器就会接管虚拟IP，继续提供服务，从而保证了高可用性。

1	+-------------VIP(192.168.0.7)------------------+

2	|                                   |                           |

3	|                                   |                           |

4	server(MASTER) <----keepalived----> server(BACKUP)

5	(192.168.0.1)                                      (192.168.0.2)

 

keepalived是VRRP的完美实现，因此在介绍keepalived之前，先介绍一下VRRP的原理。

 

VRRP协议简介

在现实的网络环境中，两台需要通信的主机大多数情况下并没有直接的物理连接。对于这样的情况，它们之间路由怎样选择？主机如何选定到达目的主机的下一跳路由，这个问题通常的解决方法有二种：

·        在主机上使用动态路由协议(RIP、OSPF等)

·        在主机上配置静态路由

很明显，在主机上配置路态路由是非常不切实际的，因为管理、维护成本以及是否支持等诸多问题。配置静态路由就变得十分流行，但路由器(或者说默认网关default gateway)却经常成为单点。

VRRP的目的就是为了解决静态路由单点故障问题。

VRRP通过一竞选(election)协议来动态的将路由任务交给LAN中虚拟路由器中的某台VRRP路由器。

工作机制

在一个VRRP虚拟路由器中，有多台物理的VRRP路由器，但是这多台的物理的机器并不能同时工作，而是由一台称为MASTER的负责路由工作，其它的都是BACKUP，MASTER并非一成不变，VRRP让每个VRRP路由器参与竞选，最终获胜的就是MASTER。MASTER拥有一些特权，比如 拥有虚拟路由器的IP地址，我们的主机就是用这个IP地址作为静态路由的。拥有特权的MASTER要负责转发发送给网关地址的包和响应ARP请求。

VRRP通过竞选协议来实现虚拟路由器的功能，所有的协议报文都是通过IP多播(multicast)包(多播地址224.0.0.18)形式发送的。虚拟路由器由VRID(范围0-255)和一组IP地址组成，对外表现为一个周知的MAC地址。所以，在一个虚拟路由 器中，不管谁是MASTER，对外都是相同的MAC和IP(称之为VIP)。客户端主机并不需要因为MASTER的改变而修改自己的路由配置，对他们来 说，这种主从的切换是透明的。

在一个虚拟路由器中，只有作为MASTER的VRRP路由器会一直发送VRRP广告包(VRRPAdvertisement message)，BACKUP不会抢占MASTER，除非它的优先级(priority)更高。当MASTER不可用时(BACKUP收不到广告包)， 多台BACKUP中优先级最高的这台会被抢占为MASTER。这种抢占是非常快速的(<1s)，以保证服务的连续性。

由于安全性考虑，VRRP包使用了加密协议进行加密。

 

初始化：
路由器启动时，如果路由器的优先级是255(最高优先级，路由器拥有路由器地址)，要发送VRRP通告信息，并发送广播ARP信息通告路由器IP地址对应的MAC地址为路由虚拟MAC，设置通告信息定时器准备定时发送VRRP通告信息，转为MASTER状态；
否则进入BACKUP状态，设置定时器检查定时检查是否收到MASTER的通告信息。

主机：
主机状态下的路由器要完成如下功能：
设置定时通告定时器；
用VRRP虚拟MAC地址响应路由器IP地址的ARP请求；
转发目的MAC是VRRP虚拟MAC的数据包；
如果是虚拟路由器IP的拥有者，将接受目的地址是虚拟路由器IP的数据包，否则丢弃；
当收到shutdown的事件时删除定时通告定时器，发送优先权级为0的通告包，转初始化状态；
如果定时通告定时器超时时，发送VRRP通告信息；
收到VRRP通告信息时，如果优先权为0，发送VRRP通告信息；否则判断数据的优先级是否高于本机，或相等而且实际IP地址大于本地实际IP，设置定时通告定时器，复位主机超时定时器，转BACKUP状态；否则的话，丢弃该通告包；

备机：
备机状态下的路由器要实现以下功能：
设置主机超时定时器；
不能响应针对虚拟路由器IP的ARP请求信息；
丢弃所有目的MAC地址是虚拟路由器MAC地址的数据包；
不接受目的是虚拟路由器IP的所有数据包；
当收到shutdown的事件时删除主机超时定时器，转初始化状态；
主机超时定时器超时的时候，发送VRRP通告信息，广播ARP地址信息，转MASTER状态；
收到VRRP通告信息时，如果优先权为0，表示进入MASTER选举；否则判断数据的优先级是否高于本机，如果高的话承认MASTER有效，复位主机超时定时器；否则的话，丢弃该通告包；

2.4 ARP查询处理

当 内部主机通过ARP查询虚拟路由器IP地址对应的MAC地址时，MASTER路由器回复的MAC地址为虚拟的VRRP的MAC地址，而不是实际网卡的 MAC地址，这样在路由器切换时让内网机器觉察不到；而在路由器重新启动时，不能主动发送本机网卡的实际MAC地址。如果虚拟路由器开启的ARP代理 (proxy_arp)功能，代理的ARP回应也回应VRRP虚拟MAC地址；