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你真的知道 Load Balance

发布时间:2022-06-21 14:32:05 所属栏目:系统 来源:互联网
导读:在计算中,Load Balance[1] 是指在一组资源(计算单元)上分配一组任务的过程,目的是使其整体处理更有效率。负载均衡可以优化响应时间,避免一些计算节点不均衡地超载,而其他计算节点则被闲置 能认识上图的人,都是 Old Gun 了。硬件负载均衡设备 F5 和 Nets
  在计算中,Load Balance[1] 是指在一组资源(计算单元)上分配一组任务的过程,目的是使其整体处理更有效率。负载均衡可以优化响应时间,避免一些计算节点不均衡地超载,而其他计算节点则被闲置
 
  能认识上图的人,都是 Old Gun 了。硬件负载均衡设备 F5 和 Netscaler
 
  上一代互联网基础架构,必不可少的接入层设备,当时 lvs 刚起步,fullnat 还没有流行起来。所以需要硬件设备做接入层 LB
 
  在赶集网的时候,Netscaler 有两台设备,一主一备,后来设备到期,公司因为成本问题,没有购买后续维修服务,硬是撑到了和 58 合并
 
 
 
  后来淘宝开源了 fullnat 模式的 lvs 代码,一般公司都是 lvs + nginx 实现接入层:对外 BGP IP, Lvs+OSPF 构建 tcp layer 4 接入层, nginx 负责 offload ssl 配置各种转发逻辑
 
  宽泛来说,这里面 lvs, nginx 都是 Load Balance 软件,除了按照一定算法均衡 backend 设备的负载,LB 还要检测后端 Server 的存活状态,自动摘掉故障节点
 
 
  LVS 很多种模式,工作在二,三,四层都可以
 
  Linux Virtual Server
  Linux Virtual Server (lvs) 是 Linux 内核自带的负载均衡器,也是目前性能最好的软件负载均衡器之一。lvs 包括 ipvs 内核模块和 ipvsadm 用户空间命令行工具两部分
 
  在 lvs 中,节点分为 Director Server 和 Real Server 两个角色,其中 Director Server 是负载均衡器所在节点,而 Real Server 则是后端服务节点
 
  当用户的请求到达 Director Server 时,内核 netfilter 机制的 PREROUTING 链会将发往本地 IP 的包转发给 INPUT 链(也就是 ipvs 的工作链,在 INPUT 链上,ipvs 根据用户定义的规则对数据包进行处理(如修改目的 IP 和端口等),并把新的包发送到 POSTROUTING 链,进而再转发给 Real Server
 
  阿里开源 LVS 很久了,但是最新的 fullnat 代码一直没放出,七牛使用的 lvs 内核版本过低,只能用 linux 2.7 kernel, 连硬件支持都很差了。所以后面会讲到 dpvs[2]
 
  DR (Direct Route) 模式性能最好,工作在二层,通过修改数据包的 Mac 地址来实现转发,属于单臂 one-arm 模式,所以要求二层可达
 
  进来的流量经过 LVS, 出去的直接返回给 client, 以前在赶集网时 MySQL 多用 DR 模式
 
  这个模式需要修改 Real Server, 配置 arp_ignore 和 arp_announce 忽略对vip的ARP解析请求,同时 lo 添加对应的 VIP
 
 
 
  Tunnel 是典型的隧道模式
 
 
 
  Fullnat 解决了 Nat 的不足,机器可以无限扩展,当然也要受限于单机 lvs 的网卡及 cpu 性能
 
  同时为了让服务获取 client 真实 IP, 需要加载 TOA 模块,将 IP 写到 tcp option 中
 
  DPDK + LVS = DPVS
  IQIYI 前几年开源了 DPVS, 主流公司都有自己的 DPDK LB 轮子,你不造一个都不好意思说是大公司
 
 
 
  另外,阿里开源的 fullnat 模块还停留在 linux 2.6.32 kernel, 很多现代机器支持不好,而且 2021 年了,linux 主流内核都是 4.0 及以上
 
  主要优化就是由 DPDK bypass 内核,完全用户态接管网卡,同时重写 tcp/ip 协议栈代码,这样避免了内核空间与用户空间的来回拷贝
 
 

(编辑:云计算网_泰州站长网)

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