第 3 章 Systems architecture(系统架构)

2022-01-11 13:22:23

3.1. 集群(Cluster)

集群有很多实现方法，分为硬件和软件，集群可以在不同网络层面上实现

实现IP轮循（Bind DNS）
硬件四层交换（硬件负载均衡设备 F5 BIG IP）
软件四层交换（linux virtual server）
应用层上实现（tomcat）

越是低层性能越好，越是上层功能更强

集群的分类

高可用性集群
负载均衡集群
超级计算集群

网站一般用到两种集群分别是高可用性集群和负载均衡集群

3.1.1. 负载均衡

3.1.1.1. DNS负载均衡

这是早期出现的负载均衡技术，直到现在，很多网站仍然使用DNS负载均衡。

你可通过ping命令观看它是如何工作的，例如你可反复ping个网域名。

			
C:\>ping www.163.com

Pinging www.cache.split.netease.com [220.181.28.52] with 32 bytes of data:

Reply from 220.181.28.52: bytes=32 time=226ms TTL=53
Reply from 220.181.28.52: bytes=32 time=225ms TTL=53
Reply from 220.181.28.52: bytes=32 time=226ms TTL=53
Reply from 220.181.28.52: bytes=32 time=226ms TTL=53

Ping statistics for 220.181.28.52:
    Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
    Minimum = 225ms, Maximum = 226ms, Average = 225ms

C:\>ping www.163.com

Pinging www.cache.split.netease.com [220.181.28.53] with 32 bytes of data:

Reply from 220.181.28.53: bytes=32 time=52ms TTL=52
Reply from 220.181.28.53: bytes=32 time=53ms TTL=52
Reply from 220.181.28.53: bytes=32 time=52ms TTL=52
Reply from 220.181.28.53: bytes=32 time=52ms TTL=52

Ping statistics for 220.181.28.53:
    Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
    Minimum = 52ms, Maximum = 53ms, Average = 52ms

C:\>ping www.163.com

Pinging www.cache.split.netease.com [220.181.28.50] with 32 bytes of data:

Reply from 220.181.28.50: bytes=32 time=51ms TTL=53
Reply from 220.181.28.50: bytes=32 time=52ms TTL=53
Reply from 220.181.28.50: bytes=32 time=52ms TTL=53
Reply from 220.181.28.50: bytes=32 time=51ms TTL=53

Ping statistics for 220.181.28.50:
    Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
    Minimum = 51ms, Maximum = 52ms, Average = 51ms

C:\>

DNS负载均衡主要优点

技术简单，容易实现，灵活，方便，成本低
Web服务器可以位于互联网的任意位置上，无地理限制。
DNS的主从结构非常稳定
可以有效的分散DDOS攻击。
你甚至可以在DNS服务商那里实现，自己不需要添加设备。而且没有带宽开销。

DNS负载均衡主要缺点

DNS负载均衡采用的是简单的轮循负载算法，不能够按照服务器节点的处理能力分配负载。
不支持故障转移(failover)和自动恢复failback ,如果某台服务器拓机，DNS仍会将用户解析到这台故障服务器上，导致不能响应客户端。
如果添加节点或撤出节点，不能即时更新到省市级DNS,可导致部分地区不能访问。
占用大量静态IP。

3.1.1.2. 软件四层交换负载均衡

软件四层交换负载均衡为我们解决了几个问题

能够按照服务器节点的处理能力分配负载。
支持故障转移(failover)和自动恢复failback ,如果某节点拓机，调度器自动将它剔除，不响应客户端访问，当节点故障排除调度器立即恢复节点。
可以随时添加节点或撤出节点，即时生效,方便网站扩容。

软件四层交换负载均衡优点

仅仅需要一个静态IP。
节点位于私有网络上与WAN隔离，用户面对的只是调度器。
可以随时添加节点或撤出节点。
通过端口可以组建多个集群。

3.1.1.3. 应用层负载均衡

Tomcat balancer

mod_proxy_balancer.so ,tomcat mod_jk.so

MySQL proxy / MySQL-LB

3.1.2. 高可用性集群

俗称：双机热备份

关键词：心跳线

两部服务器，或多部服务器，形成一个集群，当主服务器崩溃是，立即切换到其它节点上。

两部服务器要做到，内容实时同步，保持数据一直。

一般用 heartbeat + DRBD 实现。heartbeat负责切换服务器，DRBD用于同步数据。

3.1.3. 负载均衡设备

负载均衡成熟产品

F5 Big IP
Array

这些设备可提供3,4,7层负载均衡HA，硬件已经压缩，HTTP头改写，URL改写...

其中3层交换部分多采用硬件实现。

3.1.4. 会话保持

3.1.5. 健康状态检查

原文出处：Netkiller 系列手札
本文作者：陈景峯
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