Linux LB--负载均衡和高可靠

1、负载均衡典型应用场景，外网、内网、私网公共服务。

典型场景：

(1)用户通过公网访问数据中心的ftp、web、https服务器。

(2) 在数据中心内部东西向访问其他服务时，例如，访问其他虚拟机、DNS等公共服务。

(3) 通过专线或者ipsec vpn访问数据中心内部服务时。

2、常见的负载均衡的技术

硬件实现（2/3层）：链路聚合、等价路由。

软件实现（4/7层）：LVS、nginx/haproxy、

　　DNS负载均衡：公网智能分配目的ip GSLB、内网DNS解析公共服务。

3、LVS的3种模式：NAT、DR、TUNNEL。

NAT： 特点，流量来回路径一致，都要经过负载均衡器，通过DNAT转换，将目的ip修改为后端VM的ip，目的MAC修改为后端VM的MAC地址。

缺点：当回程流量很大时，负载均衡器本身容易成为瓶颈。改进方案，使用DR模式。

DR：特点，回程路径直接回到客户端。不需要NAT，后端服务器都需要配置环口ip为VIP，并且配置不响应VIP的arp请求。同时要求LVS分发器和后端VM在相同网段内，这个模式是主流。

　　　　 缺点：要求后端VM和LVS分发头在相同网段。改进方案：LVS + haproxy.

隧道模式：特点，负载均衡器和后端虚拟机不是直接相连，通过隧道打通，要求双方都要支持IPinIP协议。

LVS + haproxy: 怎么解决跨网问题？

http://blog.csdn.net/big1980/article/details/21932103

4、nginx和haproxy对比。

一般情况下，在日访问量PV在3000万以下时，使用简单的DNS轮询配合监控，基本可以满足业务需求。

超过3000万时，使用nginx作为反向代理。如果可靠性要求不高，使用单台nginx。否则，可以配置多台nginx进行负载分担。

在3000万到1亿时，可以使用HAProxy+ keepalived --> nginx --> web 服务器集群。Haproxy负责TCP负载均衡，Nginx负责7层调度，nginx可以配置多台进行负载分担。

超过1亿时，采用LVS+DR + Keepalived --> nginx --> web服务器集群。LVS-DR负责TCP负载均衡，nginx负责7层调度。此时可以考虑使用商业的netscaler替换LVS-DR。

5、单点故障问题。

后端服务器可以有多个，消除了单点故障问题。可是负载均衡器本身是单节点，如何消除单点故障？

解决方案有两种，双活和主备。

双活：两个不同服务器上的LVS之间配置会话同步，互相同步，达到双活效果。上游通过交换机或者防火墙的ECMP进行等价分发。

主备：结合keepalive协议，实现主备备份效果。通过结合不同层次，LVS + keepalive,  nginx + keepalive, haproxy + keepalive

6、对后端服务器的健康检查和转发权重设置。

LVS、nginx、haproxy都支持健康检查。

7、会话保持

通过源ip达到会话保持的效果，即将客户端分发给某个后端服务器后，后续该客户端的流量都指向相同的后端服务器，避免会话不存在而导致的生效问题。

也就是说，通过源ip实现会话保持。

会话保持的方法，还有http_cookie和app_cookie

7、证书卸载。

客户端通过ssh或者https访问ssh服务器端，或者https访问web服务器时，证书如何识别和卸载？在nginx的配置项中可以指定证书文件，从而进行卸载。

8、负载分担的后端服务器的选择。

三种算法：轮询算法、最少连接算法、源ip算法。

9、健康检查的模式

ping、https、tcp、http

10、获取访问者的源ip

负载均衡器将流量转发给后端服务器时，会修改报文的源ip（为何？），那么后端服务器处理时，如何分析出报文原始的源ip.

对于4层负载均衡，可以选择DR模式，使源ip地址直接在后端的服务器可见。

对于7层负载均衡，使用http头中的 http header: X-forward for来获得原始ip.

11. 网站的总入口的反向代理，一般使用nginx，因为nginx可以同时作为web服务器和负载均衡器。

12. 4层负载均衡时，当客户端和LVS之间建立TCP连接时，LVS会同步和某个后端服务器建立TCP连接。

7层负载均衡时，当客户端和LVS之间建立TCP连接时，LVS会先和客户端建立TCP连接，等到客户端有流量发送时，负载均衡器再和后端服务器建立TCP连接。

13. 转发性能角度：

4层负载均衡不关心报文内容，所以负载均衡性能高。

7层负载均衡需要查看Http头中的动作、URL、请求的源主机信息等信息，所以，需要深入查看报文内容，所以，转发性能低。但是，可以做深度的精细化控制。

14. GSLB有哪些实现方法：

有3种，基于DNS解析、基于重定向、基于路由协议。

基于DNS解析：DNS在多个ip间轮询（相同域名），达到负载均衡的效果。

基于重定向： 负载均衡器根据请求的内容（ip地址、端口号、或者URL等）给客户端返回一个实际处理业务的服务器地址。利用的是Http的302重定向功能。

基于路由协议：