均衡负载之LVS详解

本文主要阐述 LVS 的各种转发模式，本文以 CDN 集群为例

当集群服务能力遇到性能瓶颈，需要进行拓展时，有两种解决思路：Scale-up 和 Scale-out，也称作垂直扩展和水平扩展。

垂直扩展 ：提升单机处理能力。垂直扩展的方式又有两种：

（1）增强单机硬件性能，例如：升级 CPU，扩容硬盘及内存；
（2）提升单机架构性能，例如：使用 Cache 来减少 IO 次数，使用异步来增加单服务吞吐量，使用无锁数据结构来减少响应时间；

在业务发展迅猛的早期，如果对成本不敏感，可以采用 增加设备单机硬件能力 的方式来提高集群的服务能力，但垂直拓展有个明显缺点：单机设备能力有极限，并且随着硬件设备能力提高对应的硬件成本会急剧增加，性价比低

水平扩展 ：增加服务器数量，线性扩充集群。当然水平扩展对系统架构设计是有要求的，就 CDN 而言需要进行多层的均衡负载来实现。

常见的负载均衡

根据工作所在的协议层可以分为：

• 四层均衡负载：根据请求报文中 IP 和端口进行调度
• 七层均衡负载：根据请求报文中内容进行调度

根据软硬件划分

• 硬件均衡负载：
  F5 的 BIG-IP
  Citrix 的 NetScaler

这类硬件负载均衡器通常能同时提供四层和七层负载均衡，但同时也价格不菲。

• 软件均衡负载
  基于四层：LVS，HaProxy，Nginx
  基于七层：Haproxy，Nginx，ATS（Apache Traffic Server），squid，varnish