負載均衡與雙機熱備
負載均衡原理與技術實現
負載均衡(Load Balance，簡稱LB)是一種伺服器或網路裝置的叢集技術。負載均衡將特定的業務(網路服務、網路流量等)分擔給多個伺服器或網路裝置，從而提高了業務處理能力，保證了業務的高可用性。
（一）HTTP重定向實現負載均衡
當用戶向伺服器發起請求時，請求首先被叢集排程者截獲；排程者根據某種分配策略，選擇一臺伺服器，並將選中的伺服器的IP地址封裝在HTTP響應訊息頭部的Location欄位中，並將響應訊息的狀態碼設為302，最後將這個響應訊息返回給瀏覽器。
當瀏覽器收到響應訊息後，解析Location欄位，並向該URL發起請求，然後指定的伺服器處理該使用者的請求，最後將結果返回給使用者。
在使用HTTP重定向來實現伺服器叢集負載均衡的過程中，需要一臺伺服器作為請求排程者。使用者的一項操作需要發起兩次HTTP請求，一次向排程伺服器傳送請求，獲取後端伺服器的IP，第二次向後端伺服器傳送請求，獲取處理結果。
排程伺服器收到使用者的請求後，究竟選擇哪臺後端伺服器處理請求，這由排程伺服器所使用的排程策略決定。
- 隨機分配策略
當排程伺服器收到使用者請求後，可以隨機決定使用哪臺後端伺服器，然後將該伺服器的IP封裝在HTTP響應訊息的Location屬性中，返回給瀏覽器即可。 - 輪詢策略(RR)
排程伺服器需要維護一個值，用於記錄上次分配的後端伺服器的IP。那麼當新的請求到來時，排程者將請求依次分配給下一臺伺服器。
由於輪詢策略需要排程者維護一個值用於記錄上次分配的伺服器IP，因此需要額外的開銷；此外，由於這個值屬於互斥資源，那麼當多個請求同時到來時，為了避免執行緒的安全問題，因此需要鎖定互斥資源，從而降低了效能。而隨機分配策略不需要維護額外的值，也就不存線上程安全問題，因此效能比輪詢要高。
優缺點分析
採用HTTP重定向來實現伺服器叢集的負載均衡實現起來較為容易，邏輯比較簡單，但缺點也較為明顯。
在HTTP重定向方法中，排程伺服器只在客戶端第一次向網站發起請求的時候起作用。當排程伺服器向瀏覽器返回響應資訊後，客戶端此後的操作都基於新的URL進行的(也就是後端伺服器)，此後瀏覽器就不會與排程伺服器產生關係，進而會產生如下幾個問題：
- 由於不同使用者的訪問時間、訪問頁面深度有所不同，從而每個使用者對各自的後端伺服器所造成的壓力也不同。而排程伺服器在排程時，無法知道當前使用者將會對伺服器造成多大的壓力，因此這種方式無法實現真正意義上的負載均衡，只不過是把請求次數平均分配給每臺伺服器罷了。
- 若分配給該使用者的後端伺服器出現故障，並且如果頁面被瀏覽器快取，那麼當用戶再次訪問網站時，請求都會發給出現故障的伺服器，從而導致訪問失敗。
（二）DNS負載均衡
我們提交的請求不會直接傳送給想要訪問的網站，而是首先發給域名伺服器，它會幫我們把域名解析成IP地址並返回給我們。我們收到IP之後才會向該IP發起請求。
那麼，DNS伺服器有一個天然的優勢，如果一個域名指向了多個IP地址，那麼每次進行域名解析時，DNS只要選一個IP返回給使用者，就能夠實現伺服器叢集的負載均衡。
一般DNS提供商會提供一些排程策略供我們選擇，如隨機分配、輪詢、根據請求者的地域分配離他最近的伺服器。
優缺點分析
DNS負載均衡最大的優點就是配置簡單。伺服器叢集的排程工作完全由DNS伺服器承擔，那麼我們就可以把精力放在後端伺服器上，保證他們的穩定性與吞吐量。而且完全不用擔心DNS伺服器的效能，即便是使用了輪詢策略，它的吞吐率依然卓越。
此外，DNS負載均衡具有較強了擴充套件性，你完全可以為一個域名解析較多的IP，而且不用擔心效能問題。
但是，由於把叢集排程權交給了DNS伺服器，從而我們沒辦法隨心所欲地控制排程者，沒辦法定製排程策略。
DNS伺服器也沒辦法瞭解每臺伺服器的負載情況，因此沒辦法實現真正意義上的負載均衡。它和HTTP重定向一樣，只不過把所有請求平均分配給後端伺服器罷了。
此外，當我們發現某一臺後端伺服器發生故障時，即使我們立即將該伺服器從域名解析中去除，但由於DNS伺服器會有快取，該IP仍然會在DNS中保留一段時間，那麼就會導致一部分使用者無法正常訪問網站。這是一個致命的問題！好在這個問題可以用動態DNS來解決。
動態DNS
動態DNS能夠讓我們通過程式動態修改DNS伺服器中的域名解析。從而當我們的監控程式發現某臺伺服器掛了之後，能立即通知DNS將其刪掉。
綜上：DNS是一種粗獷的負載均衡方法，一般不推薦使用
（三）反向代理負載均衡
反向代理伺服器是一個位於實際伺服器之前的伺服器，所有向我們網站發來的請求都首先要經過反向代理伺服器，伺服器根據使用者的請求要麼直接將結果返回給使用者，要麼將請求交給後端伺服器處理，再返回給使用者。
用反向代理伺服器可以實現靜態頁面和常用的動態頁面的快取。
我們知道，所有傳送給我們網站的請求都首先經過反向代理伺服器。那麼，反向代理伺服器就可以充當伺服器叢集的排程者，它可以根據當前後端伺服器的負載情況，將請求轉發給一臺合適的伺服器，並將處理結果返回給使用者。
優點
- 隱藏後端伺服器。
與HTTP重定向相比，反向代理能夠隱藏後端伺服器，所有瀏覽器都不會與後端伺服器直接互動，從而能夠確保排程者的控制權，提升叢集的整體效能。 - 故障轉移
與DNS負載均衡相比，反向代理能夠更快速地移除故障結點。當監控程式發現某一後端伺服器出現故障時，能夠及時通知反向代理伺服器，並立即將其刪除。 - 合理分配任務
HTTP重定向和DNS負載均衡都無法實現真正意義上的負載均衡，也就是排程伺服器無法根據後端伺服器的實際負載情況分配任務。但反向代理伺服器支援手動設定每臺後端伺服器的權重。我們可以根據伺服器的配置設定不同的權重，權重的不同會導致被排程者選中的概率的不同。或者使用IP/Url Hash的方法。
缺點
- 排程者壓力過大
由於所有的請求都先由反向代理伺服器處理，那麼當請求量超過排程伺服器的最大負載時，排程伺服器的吞吐率降低會直接降低叢集的整體效能。 - 制約擴充套件
當後端伺服器也無法滿足巨大的吞吐量時，就需要增加後端伺服器的數量，可沒辦法無限量地增加，因為會受到排程伺服器的最大吞吐量的制約。
常用負載均衡開源軟體有nginx、lvs、haproxy，商業的硬體負載均衡裝置F5、Netscale
LVS是 Linux Virtual Server 的簡稱，也就是Linux虛擬伺服器。
Nginx+keepalive實現主備：防止唯一的nginx宕機導致系統停止
Keepalived的作用是檢測伺服器的狀態，如果有一臺web伺服器宕機，或工作出現故障，Keepalived將檢測到，並將有故障的伺服器從系統中剔除，同時使用其他伺服器代替該伺服器的工作，當伺服器工作正常後Keepalived自動將伺服器加入到伺服器群中，這些工作全部自動完成，不需要人工干涉，需要人工做的只是修復故障的伺服器。
Keepalived原理分別如下：
網路層：Keepalived使用網路層的方式工作時，Keepalived會定期向伺服器群中的伺服器傳送一個ICMP的資料包（既我們平時用的Ping程式）,如果發現某臺服務的IP地址沒有啟用，Keepalived便報告這臺伺服器失效，並將它從伺服器群中剔除，這種情況的典型例子是某臺伺服器被非法關機。網路層的方式是以伺服器的IP地址是否有效作為伺服器工作正常與否的標準。
傳輸層：如果您理解了網路層的方式，傳輸就容易了。傳輸主要以TCP埠的狀態來決定伺服器工作正常與否。如web server的服務埠一般是80，如果Keepalived檢測到80埠沒有啟動，則Keepalived將把這臺伺服器從伺服器群中剔除。
雙機熱備
1、一臺master、一臺backup(slave)，master掛了backup自動補上去
2、135用master、246用backup，週末休息
3、兩臺Load Balancer都作為master，分別為不同的業務做負載均衡，並且同時設定為對方的slave，即可靠，又不浪費資源