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ea1c200cde
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notes/集群.md
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notes/集群.md
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@ -3,7 +3,7 @@
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* [算法实现](#算法实现)
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* [算法实现](#算法实现)
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* [转发实现](#转发实现)
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* [转发实现](#转发实现)
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* [二、集群下的 Session 管理](#二集群下的-session-管理)
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* [二、集群下的 Session 管理](#二集群下的-session-管理)
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* [Sticky Sessions](#sticky-sessions)
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* [Sticky Session](#sticky-session)
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* [Session Replication](#session-replication)
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* [Session Replication](#session-replication)
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* [Session Server](#session-server)
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* [Session Server](#session-server)
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<!-- GFM-TOC -->
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<!-- GFM-TOC -->
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@ -22,14 +22,16 @@
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负载均衡运行过程包含两个部分:
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负载均衡运行过程包含两个部分:
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1. 根据负载均衡算法得到应该将请求转发到哪个节点上;
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1. 根据负载均衡算法得到请求转发的节点;
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2. 将请求进行转发;
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2. 将请求进行转发;
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## 算法实现
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## 算法实现
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### 1. 轮询(Round Robin)
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### 1. 轮询(Round Robin)
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轮询算法把每个请求轮流发送到每个服务器上。下图中,一共有 6 个客户端产生了 6 个请求,这 6 个请求按 (1, 2, 3, 4, 5, 6) 的顺序发送。最后,(1, 3, 5) 的请求会被发送到服务器 1,(2, 4, 6) 的请求会被发送到服务器 2。
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轮询算法把每个请求轮流发送到每个服务器上。
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下图中,一共有 6 个客户端产生了 6 个请求,这 6 个请求按 (1, 2, 3, 4, 5, 6) 的顺序发送。最后,(1, 3, 5) 的请求会被发送到服务器 1,(2, 4, 6) 的请求会被发送到服务器 2。
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<div align="center"> <img src="../pics//2766d04f-7dad-42e4-99d1-60682c9d5c61.jpg"/> </div><br>
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<div align="center"> <img src="../pics//2766d04f-7dad-42e4-99d1-60682c9d5c61.jpg"/> </div><br>
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@ -39,17 +41,23 @@
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### 2. 加权轮询(Weighted Round Robbin)
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### 2. 加权轮询(Weighted Round Robbin)
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加权轮询是在轮询的基础上,根据服务器的性能差异,为服务器赋予一定的权值,性能高的服务器分配更高的权值。例如下图中,服务器 1 被赋予的权值为 5,服务器 2 被赋予的权值为 1,那么 (1, 2, 3, 4, 5) 请求会被发送到服务器 1,(6) 请求会被发送到服务器 2。
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加权轮询是在轮询的基础上,根据服务器的性能差异,为服务器赋予一定的权值,性能高的服务器分配更高的权值。
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例如下图中,服务器 1 被赋予的权值为 5,服务器 2 被赋予的权值为 1,那么 (1, 2, 3, 4, 5) 请求会被发送到服务器 1,(6) 请求会被发送到服务器 2。
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### 3. 最少连接(least Connections)
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### 3. 最少连接(least Connections)
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由于每个请求的连接时间不一样,使用轮询或者加权轮询算法的话,可能会让一台服务器当前连接数过大,而另一台服务器的连接过小,造成负载不均衡。例如下图中,(1, 3, 5) 请求会被发送到服务器 1,但是 (1, 3) 很快就断开连接,此时只有 (5) 请求连接服务器 1;(2, 4, 6) 请求被发送到服务器 2,只有 (2) 的连接断开。该系统继续运行时,服务器 2 会承担过大的负载。
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由于每个请求的连接时间不一样,使用轮询或者加权轮询算法的话,可能会让一台服务器当前连接数过大,而另一台服务器的连接过小,造成负载不均衡。
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例如下图中,(1, 3, 5) 请求会被发送到服务器 1,但是 (1, 3) 很快就断开连接,此时只有 (5) 请求连接服务器 1;(2, 4, 6) 请求被发送到服务器 2,只有 (2) 的连接断开。该系统继续运行时,服务器 2 会承担过大的负载。
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<div align="center"> <img src="../pics//3b0d1aa8-d0e0-46c2-8fd1-736bf08a11aa.jpg"/> </div><br>
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最少连接算法就是将请求发送给当前最少连接数的服务器上。例如下图中,服务器 1 当前连接数最小,那么新到来的请求 6 就会被发送到服务器 1 上。
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最少连接算法就是将请求发送给当前最少连接数的服务器上。
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例如下图中,服务器 1 当前连接数最小,那么新到来的请求 6 就会被发送到服务器 1 上。
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@ -61,13 +69,17 @@
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### 5. 随机算法(Random)
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### 5. 随机算法(Random)
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把请求随机发送到服务器上。和轮询算法类似,该算法比较适合服务器性能差不多的场景。
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把请求随机发送到服务器上。
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和轮询算法类似,该算法比较适合服务器性能差不多的场景。
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<div align="center"> <img src="../pics//0ee0f61b-c782-441e-bf34-665650198ae0.jpg"/> </div><br>
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<div align="center"> <img src="../pics//0ee0f61b-c782-441e-bf34-665650198ae0.jpg"/> </div><br>
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### 6. 源地址哈希法 (IP Hash)
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### 6. 源地址哈希法 (IP Hash)
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源地址哈希通过对客户端 IP 计算哈希值之后,再对服务器数量进行取模运算得到目标服务器的序号。可以保证同一 IP 的客户端的请求会转发到同一台服务器上,可以用来实现会话粘滞(Sticky Session)
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源地址哈希通过对客户端 IP 计算哈希值之后,再对服务器数量取模得到目标服务器的序号。
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可以保证同一 IP 的客户端的请求会转发到同一台服务器上,用来实现会话粘滞(Sticky Session)
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<div align="center"> <img src="../pics//2018040302.jpg"/> </div><br>
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@ -96,7 +108,7 @@ HTTP 重定向负载均衡服务器使用某种负载均衡算法计算得到服
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缺点:
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缺点:
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- 由于 DNS 具有多级结构,每一级的域名记录都可能被缓存,当下线一台服务器需要修改 DNS 记录时,需要过很长一段时间才能生效;
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- 由于 DNS 具有多级结构,每一级的域名记录都可能被缓存,当下线一台服务器需要修改 DNS 记录时,需要过很长一段时间才能生效。
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大型网站基本使用了 DNS 做为第一级负载均衡手段,然后在内部使用其它方式做第二级负载均衡。也就是说,域名解析的结果为内部的负载均衡服务器 IP 地址。
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大型网站基本使用了 DNS 做为第一级负载均衡手段,然后在内部使用其它方式做第二级负载均衡。也就是说,域名解析的结果为内部的负载均衡服务器 IP 地址。
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@ -123,7 +135,7 @@ HTTP 重定向负载均衡服务器使用某种负载均衡算法计算得到服
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### 4. 网络层
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### 4. 网络层
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负载均衡服务器在操作系统内核进程获取网络数据包,根据负载均衡算法计算源服务器的 IP 地址,并修改请求数据包的目的 IP 地址,最后进行转发。
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在操作系统内核进程获取网络数据包,根据负载均衡算法计算源服务器的 IP 地址,并修改请求数据包的目的 IP 地址,最后进行转发。
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源服务器返回的响应也需要经过负载均衡服务器,通常是让负载均衡服务器同时作为集群的网关服务器来实现。
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源服务器返回的响应也需要经过负载均衡服务器,通常是让负载均衡服务器同时作为集群的网关服务器来实现。
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@ -133,15 +145,15 @@ HTTP 重定向负载均衡服务器使用某种负载均衡算法计算得到服
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缺点:
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缺点:
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- 和反向代理一样,所有的请求和相应都经过负载均衡服务器,会成为性能瓶颈。
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- 和反向代理一样,所有的请求和响应都经过负载均衡服务器,会成为性能瓶颈。
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### 5. 链路层
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### 5. 链路层
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在链路层根据负载均衡算法计算源服务器的 MAC 地址,并修改请求数据包的目的 MAC 地址,并进行转发。
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在链路层根据负载均衡算法计算源服务器的 MAC 地址,并修改请求数据包的目的 MAC 地址,并进行转发。
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通过配置源服务器的虚拟 IP 地址和负载均衡服务器的 IP 地址一致,从而不需要需要 IP 地址就可以进行转发。也正因为 IP 地址一样,所以源服务器的响应不需要转发回负载均衡服务器,直接转发给客户端,避免了负载均衡服务器的成为瓶颈。这是一种三角传输模式,被称为直接路由,对于提供下载和视频服务的网站来说,直接路由避免了大量的网络传输数据经过负载均衡服务器。
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通过配置源服务器的虚拟 IP 地址和负载均衡服务器的 IP 地址一致,从而不需要修改 IP 地址就可以进行转发。也正因为 IP 地址一样,所以源服务器的响应不需要转发回负载均衡服务器,直接转发给客户端,避免了负载均衡服务器的成为瓶颈。这是一种三角传输模式,被称为直接路由,对于提供下载和视频服务的网站来说,直接路由避免了大量的网络传输数据经过负载均衡服务器。
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这是目前大型网站使用最广负载均衡转发方式,在 Linux 平台可以使用 LVS(Linux Virtual Server)。
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这是目前大型网站使用最广负载均衡转发方式,在 Linux 平台可以使用的负载均衡服务器为 LVS(Linux Virtual Server)。
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参考:
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参考:
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@ -152,7 +164,7 @@ HTTP 重定向负载均衡服务器使用某种负载均衡算法计算得到服
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一个用户的 Session 信息如果存储在一个服务器上,那么当负载均衡器把用户的下一个请求转发到另一个服务器,由于服务器没有用户的 Session 信息,那么该用户就需要重新进行登录等操作。
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一个用户的 Session 信息如果存储在一个服务器上,那么当负载均衡器把用户的下一个请求转发到另一个服务器,由于服务器没有用户的 Session 信息,那么该用户就需要重新进行登录等操作。
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## Sticky Sessions
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## Sticky Session
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需要配置负载均衡器,使得一个用户的所有请求都路由到同一个服务器,这样就可以把用户的 Session 存放在该服务器中。
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需要配置负载均衡器,使得一个用户的所有请求都路由到同一个服务器,这样就可以把用户的 Session 存放在该服务器中。
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