关于面试:Linux运维工程师面试题3

Linux 运维工程师面试题（3）

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1 LVS 的工作模式有几种，别离是什么

三种：

• NAT 模式：批改申请报文的指标 IP，多指标 IP 的 DNAT
• DR 模式（默认模式）：操纵封装新的 MAC 地址
• TUN 模式：在原申请 IP 报文之外新加—个 IP 首部

2 LVS 由哪几局部组成

LVS 由 2 局部程序组成，包含 ipvs 和 ipvsadm。

1. ipvs (ip virtual server)：一段代码工作在内核空间，叫 ipvs，是真正失效实现调度的代码；
2. ipvsadm：另外一段是工作在用户空间，叫 ipvsadm，负责为 ipvs 内核框架编写规定，定义谁是集群服务，而谁是后端实在的服务器（Real Server）。

3 LVS 相干的术语有哪些

• DS：Director Server，指的是前端负载均衡器节点。
• RS：Real Server，后端实在的工作服务器。
• VIP：Virtual IP，向内部间接面向用户申请，作为用户申请的指标的 IP 地址。
• DIP：Director Server IP，次要用于和外部主机通信的 IP 地址。
• RIP：Real Server IP，后端服务器的 IP 地址。
• CIP：Client IP，拜访客户端的 IP 地址。

4 LVS 集群的负载调度算法有哪些

• 轮叫（轮询、轮流）调度（Round-Robin Scheduling）rr
• 加权轮叫（轮询）调度（Weighted Round-Robin Scheduling）wrr
• 最小连贯调度（Least-Connection Scheduling）lc
• 加权最小连贯调度（Weighted Least-Connection Scheduling）wlc（默认调度算法）
• 基于局部性的起码链接（Locality-Based Least Connections Scheduling）lblc
• 带复制的基于局部性起码链接（Locality-Based Least Connections with Replication Scheduling）lblcr
• 指标地址散列调度（Destination Hashing Scheduling）dh
• 源地址散列调度（Source Hashing Scheduling）sh

5 应用 LVS 可不可以把 iptables 给禁用删除

能够，禁用 iptables 并不会影响 LVS 的应用。LVS 是在 Linux 内核层面实现的负载平衡技术，其底层并不依赖于 iptables 进行流量转发。LVS 应用 IP 隧道或网络地址转换（NAT）等技术将来自客户端的流量转发到后端服务器上，而不依赖于 iptables 规定。

6 haproxy 调度算法有哪些

tcp 代表四层负载，http 代表七层负载。

动态算法：

• static-rr——–>tcp/http：基于权重的轮询调度，不反对运行时利用 socat 进行权重的动静调整(只反对 0 和 1，不反对其它值及后端服务器慢启动，其后端主机数量没有限度，相当于 LVS 中的 wrr。
• first————->tcp/http：依据服务器在列表中的地位，自上而下进行调度，然而其只会当第一台服务器的连接数达到下限，新申请才会调配给下一台服务，因而会疏忽服务器的权重设置，此形式应用较少。不反对用 socat 进行动静批改权重，能够设置 0 和 1，能够设置其它值但有效。

动静算法：

• roundrobin——->tcp/http：基于权重的轮询动静调度算法，反对权重的运行时调整，不同于 lvs 中的 rr 轮训模式，haproxy 中的 roundrobin 反对慢启动(新加的服务器会逐步减少转发数)，其每个后端 backend 中最多反对 4095 个 real server，反对对 real server 权重动静调整，roundrobin 为默认调度算法，此算法应用宽泛。
• leastconn———>tcp/http：加权的起码连贯的动静，反对权重的运行时调整和慢启动，即：依据以后连贯起码的后端服务器而非权重进行优先调度(新客户端连贯)，比拟适宜长连贯的场景应用，比方：MySQL 等场景。
• random————>tcp/http：在 1.9 版本开始减少 random 的负载平衡算法，其基于随机数作为一致性 hash 的 key，随机负载平衡对于大型服务器场或常常增加或删除服务器十分有用，反对 weight 的动静调整，weight 较大的主机有更大概率获取新申请。

其余算法：以下动态和动静取决于 hash_type 是否 consistent

• source———->tcp/http：源地址 hash，基于用户源地址 hash 并将申请转发到后端服务器，后续同一个源地址申请将被转发至同一个后端 web 服务器。此形式当后端服务器数据量发生变化时，会导致很多用户的申请转发至新的后端服务器，默认为动态形式，然而能够通过 hash-type 反对的选项更改。
  这个算法个别是在不插入 Cookie 的 TCP 模式下应用，也可给回绝会话 cookie 的客户提供最好的会话粘性，实用于 session 会话放弃但不反对 cookie 和缓存的场景。
  源地址有两种转发客户端申请到后端服务器的服务器选取计算形式，别离是取模法和一致性 hash。
• uri—————>http：基于对用户申请的 URI 的左半局部或整个 uri 做 hash，再将 hash 后果对总权重进行取模后，依据最终后果将申请转发到后端指定服务器，实用于后端是缓存服务器场景，默认是动态算法，也能够通过 hash-type 指定 map-based 和 consistent，来定义应用取模法还是一致性 hash。
• url_param—->http：url_param 对用户申请的 url 中的 params 局部中的一个参数 key 对应的 value 值作 hash 计算，并由服务器总权重相除当前派发至某挑出的服务器；通常用于追踪用户，以确保来自同一个用户的申请始终发往同一个 real server，如果无没 key，将按 roundrobin 算法。
• hdr————–>http：针对用户每个 http 头部 (header) 申请中的指定信息做 hash，此处由 name 指定的 http 首部将会被取出并做 hash 计算，而后由服务器总权重取模当前派发至某挑出的服务器，如果无有效值，则会应用默认的轮询调度。
• rdp-cookie—->tcp：rdp-cookie 对 windows 远程桌面的负载，应用 cookie 放弃会话，默认是动态，也能够通过 hash-type 指定 map-based 和 consistent，来定义应用取模法还是—致性 hash。

各算法应用场景

first        # 应用较少

static-rr    # 做了 session 共享的 web 集群
roundrobin
random

leastconn    # 数据库
source        # 基于客户端公网 IP 的会话放弃

uri--------->http    # 缓存服务器，CDN 服务商，蓝汛、百度、阿里云、腾讯
url_param--->http    # 能够实现 session 放弃

hdr            # 基于客户端申请报文头部做下一步解决
rdp-cookie    # 基于 windows 主机, 很少应用

7 nginx 实现负载平衡的散发策略有那些

• 轮询（默认）：每个申请按工夫程序逐个调配到不同的后端服务器，如果后端某个服务器宕机，能主动剔除故障零碎。
• 权重 weight：weight 的值越大，被拜访概率越高，次要用于后端每台服务器性能不平衡的状况下。其次是为在主从的状况下设置不同的权值，达到正当无效的地利用主机资源。
• ip_hash（IP 绑定）：每个申请按拜访 IP 的哈希后果调配，使来自同一个 IP 的访客固定拜访一台后端服务器，并且能够无效解决动静网页存在的 session 共享问题
• url_hash（第三方插件）：必须装置 Nginx 的 hash 软件包，按拜访 url 的 hash 后果来调配申请，使每个 url 定向到同一个后端服务器，能够进一步提高后端缓存服务器的效率。
• fair（第三方插件）：必须装置 upstream_fair 模块。比照 weight、ip_hash 更加智能的负载平衡算法，fair 算法能够依据页面大小和加载工夫长短智能地进行负载平衡，响应工夫短的优先调配。

8 四层负载和七层负载的区别

• 四层：IP+PORT 转发
• 七层：协定 + 内容替换

四层负载：

在四层负载设施中，把 client 发送的报文指标地址(原来是负载平衡设施的 IP 地址)，依据平衡设施设置的抉择 web 服务器的规定抉择对应的 web 服务器 IP 地址，这样 client 就能够间接跟此服务器建设 TCP 连贯并发送数据，而四层负载本身不参加建设连贯，而和 LVS 不同，haproxy 是伪四层负载平衡，因为 haproxy 须要别离和前端客户端及后端服务器建设连贯。

七层负载：

七层负载平衡服务器起了一个反向代理服务器的作用，服务器建设一次 TCP 连贯要三次握手，而 client 要拜访 Web Server 要先与七层负载设施进行三次握手后建设 TCP 连贯，把要拜访的报文信息发送给七层负载平衡；而后七层负载平衡再依据设置的平衡规定抉择特定的 Web Server，而后通过三次握手与此台 Web Server 建设 TCP 连贯，而后 Web Server 把须要的数据发送给七层负载平衡设施，负载平衡设施再把数据发送给 client；所以，七层负载平衡设施起到了代理服务器的作用，七层代理须要和 Client 和后端服务器别离建设连贯。

简略说：4 层是批改用户申请的指标路由间接转发到服务器；7 层是把用户的报文拆离开，由负载平衡代替用户发送到服务端。同样的返回报文的时候先发给负载均衡器，而后负载平衡批改报文后再发给用户。所以咱们看到的日志的用户 ip 是负载均衡器的 ip 地址，因而须要做 ip 透传 x -forward。

9 负载平衡的作用有哪些

1. 转发性能：依照肯定的算法【权重、轮询】，将客户端申请转发到不同应用服务器上，加重单个服务器压力，进步零碎并发量。
2. 故障移除：通过心跳检测的形式，判断应用服务器以后是否能够失常工作，如果服务器期宕掉，主动将申请发送到其余应用服务器。
3. 复原增加：如检测到产生故障的应用服务器复原工作，主动将其增加到解决用户申请队伍中。

10 LVS、HAProxy、Nginx 三款负载平衡的优缺点及区别

LVS 的长处：

1. 抗负载能力强、工作在第 4 层仅作散发之用，没有流量的产生，这个特点也决定了它在负载平衡软件里的性能最强的；无流量，同时保障了均衡器 IO 的性能不会受到大流量的影响；
2. 工作稳固，本身有残缺的双机热备计划，如 LVS+Keepalived 和 LVS+Heartbeat；
3. 利用范畴比拟广，能够对所有利用做负载平衡；
4. 配置性比拟低，这是一个毛病也是一个长处，因为没有可太多配置的货色，所以并不需要太多接触，大大减少了人为出错的几率；

LVS 的毛病：

1. 软件自身不反对正则解决，不能做动静拆散，这就凸显了 Nginx/HAProxy+Keepalived 的劣势。
2. 如果网站利用比拟宏大，LVS/DR+Keepalived 就比较复杂了，特地是前面有 Windows Server 利用的机器，施行及配置还有保护过程就比拟麻烦，相对而言，Nginx/HAProxy+Keepalived 就简略多了。

Nginx 的长处：

1. 工作在 OSI 第 7 层，能够针对 http 利用做一些分流的策略。比方针对域名、目录构造。它的正则比 HAProxy 更为弱小和灵便；
2. Nginx 对网络的依赖十分小，实践上能 ping 通就就能进行负载性能，这个也是它的劣势所在；
3. Nginx 装置和配置比较简单，测试起来比拟不便；
4. 能够承当高的负载压力且稳固，个别能撑持超过几万次的并发量；
5. Nginx 能够通过端口检测到服务器外部的故障，比方依据服务器解决网页返回的状态码、超时等等，并且会把返回谬误的申请从新提交到另一个节点；
6. Nginx 不仅仅是一款优良的负载均衡器 / 反向代理软件，它同时也是功能强大的 Web 应用服务器。LNMP 当初也是十分风行的 web 环境，大有和 LAMP 环境分庭抗礼之势，Nginx 在解决动态页面、特地是抗高并发方面绝对 apache 有劣势；
7. Nginx 当初作为 Web 反向减速缓存越来越成熟了，速度比传统的 Squid 服务器更快，有需要的敌人能够思考用其作为反向代理加速器；

Nginx 的毛病：

1. Nginx 不反对 url 来检测。
2. Nginx 仅能反对 http 和 Email，这个它的弱势。
3. Nginx 的 Session 的放弃，Cookie 的疏导能力绝对欠缺。

HAProxy 的长处：

1. HAProxy 是反对虚拟主机的，能够工作在 4、7 层(反对多网段)；
2. 可能补充 Nginx 的一些毛病比方 Session 的放弃，Cookie 的疏导等工作；
3. 反对 url 检测后端的服务器；
4. 它跟 LVS 一样，自身仅仅就只是一款负载平衡软件；单纯从效率上来讲 HAProxy 更会比 Nginx 有更杰出的负载平衡速度，在并发解决上也是优于 Nginx 的；
5. HAProxy 能够对 Mysql 读进行负载平衡，对后端的 MySQL 节点进行检测和负载平衡，不过在后端的 MySQL slaves 数量超过 10 台时性能不如 LVS；
6. HAProxy 的算法较多，达到 8 种；

LVS：是基于四层的转发
HAproxy：是基于四层和七层的转发，是业余的代理服务器
Nginx：是 WEB 服务器，缓存服务器，又是反向代理服务器，能够做七层的转发

区别：LVS 因为是基于四层的转发所以只能做端口的转发，而基于 URL 的、基于目录的这种转发 LVS 就做不了

工作抉择：HAproxy 和 Nginx 因为能够做七层的转发，所以 URL 和目录的转发都能够做，在很大并发量的时候咱们就要抉择 LVS，像中小型公司的话并发量没那么大，抉择 HAproxy 或者 Nginx 足已，因为 HAproxy 由是业余的代理服务器，配置简略，所以中小型企业举荐应用 HAproxy

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