负载均衡的作用、负载均衡常用处理方式、四层和七层负载均衡的区别、及配置方法
一、负载均衡的作用
解决服务器的高并发压力，提高应用程序的处理性能；
提供故障转移，实现高可用；
通过添加或减少服务器数量，增强网站的可扩展性；
在负载均衡器上进行过滤，可以提高系统的安全性；
1、提高系统性能
负载均衡可以扩展网络设备和服务器的带宽，优化访问请求在服务器组之间的分配，提高系统的反应速度和总体性能。
2、监控服务器的运行状态
负载均衡能够监控服务器的运行状态，提高整个服务器组的可靠性。
3、提供服务一致性
负载均衡器具有提供服务一致性的功能，负载均衡器通过读取客户端所发出请求内的信息，进行重写报头程序然后将请求发送至合适的服务器上，该服务器会维护着该客户端信息。在http通信当中，负载均衡器提供服务一致性的功能就得到了很好的发挥，但提供该服务的途径并不是非常安全。但若将消息加密后，负载均衡器就无法读取隐藏其中的信息了。
4、摆脱停机时间
服务器托管公司可能会在维护期间将服务器关闭一段时间，这可能发生在业务的高峰期。在基于云服务器中，可以在将流量引导到另一台服务器的资源之后进行维护，前提是它们不在维护中，从而可以消除网站的停机时间。
5、管理服务器故障
由于它具有根据需要添加或删除实例的功能，因此可以跨云平台拥有多个数据中心。如果其中一台服务器发生故障，则可以快速移动流量，将故障服务器的流量流入到另一台服务器中。
6、转发功能
按照一定的算法，将客户端请求转发到不同应用服务器上，减轻单个服务器压力，提高系统并发量。
7、恢复添加
如检测到发生故障的应用服务器恢复工作，自动将其添加到处理用户请求队伍中。
8、分发流量
分发流量、请求到不同的服务器。使流量平均分配，提高整个集群的响应速度、服务的高可用性。
二、负载均衡常用处理方式
负载均衡分为四层负载均衡和七层负载均衡。
1. 四层负载均衡是工作在 OSI 七层协议的第四层——传输层，基于IP+PORT的负载均衡，主要工作是转发。
2. 它在接收到客户端的流量以后通过修改数据包的地址信息（目标地址和端口和源地址）将流量转发到应用服务器。
实现四层负载均衡的方式：
硬件：F5、BIG-IP、Radware等;
软件：LVS、Nginx、Haproxy等。
1. 七层负载均衡是工作在七层协议的第七层-应用层，基于虚拟的URL或主机IP的负载均衡，主要工作是代理。
2. 它首先会与客户端建立一条完整的连接并将应用层的请求流量解析出来，再按照调度算法选择一个应用服务器，并与应用服务器建立另外一条连接将请求发送过去。
3. 实现七层负载均衡的方式：
软件：Nginx、Hayproxy等。
三、四层和七层负载均衡的区别
1. 四层负载均衡数据包是在底层就进行了分发，而七层负载均衡数据包则在最顶端进行分发，所以四层负载均衡的效率比七层负载均衡的效率要高；
2. 四层负载均衡不识别域名，而七层负载均衡识别域名。
3. 除了四层和七层负载均衡以外其实还有二层、三层负载均衡。二层负载均衡是在数据链路层基于MAC地址来实现负载均衡，三层是在网络层一般采用虚拟IP地址的方式实现负载均衡。
4. 实际环境采用的方式：四层负载 (LVS) +七层负载 (Nginx）
四、nginx 七层负载均衡
1、七层负载均衡基础配置
[root@server]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
worker_processes 1;
event {
worker_connections 1024；
}
http { # 七层负载均衡支持http、ftp协议
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
sendfile on;
keepalive_timeout 65;
upstream qicengzu { # 服务器组，组名qingcengzu
server 192.168.33.11:8080; # 组内服务器1
server 192.168.33.22:8080; # 组内服务器2
}
server { # 虚拟服务器
listen 80; # 虚拟服务器端口
server_name localhost; # 虚拟服务器名
location { # 虚拟服务器的url跳转
proxy_pass http://qicengzu; # 当访问本机的80端口时，跳转到服务器组
}
}
}
2、负载均衡状态：
（1）轮询
upstream backend {
server 192.168.33.11:8080;
server 192.168.33.22:8080;
}
（2）weight 加权
upstream backend {
server 192.168.33.11:8080 weight=5;
server 192.168.33.22:8080 weight=2; # 权重默认为1，谁权重大，谁优先处理请求
}
五、nginx 四层负载均衡
四层使用 stream 模块，与七层的 http 模块同级。
[root@localhost ~]# nginx -V # 查看版本及安装模块
nginx version: nginx/1.22.1
built by gcc 8.5.0 20210514 (Red Hat 8.5.0-16) (GCC)
built with OpenSSL 1.1.1k FIPS 25 Mar 2021TLS SNI support enabled
configure arguments: --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx--with-httpssl module --with-http_stub status_module --with-http_realip module
[root@localhost ~]# cp /usr/local/nginx/sbin/nginx
/usr/local/nginx/sbin/nginxbak #将原有/usr/local/nginx/sbin/nginx进行备份
[root@localhost ~]# cd /usr/src/nginx-1.22.1/
[root@localhost nginx-1.22.1]# Is
[root@localhost nginx-1.22.1]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx --with-http_ssl_module --with-http_stub_status_module --with-http_realip_module --with-stream # 安装指定模块
[root@localhost nginx-1.22.1]# make # 进行编译
[root@localhost nginx-1.22.1]# cp ./objs/nginx/usr/local/nginx/sbin/ # 将obis下面的nginx移动到/usr/local/nginx/sbin下
[root@localhost nginx-1.22.1]# nginx -V # 模块添加成功
nginx version: nginx/1.22.1
built by gcc 8.5.0 20210514 (Red Hat 8.5.0-16) (GCC)
built with OpenSSL 1.1.1k FIPS 25 Mar 2021TLS SNI support enabled
configure arguments: --prefix=/usr/local/nginx -- user=nginx --group=nginx--with-httpssl module --with-http_stub status_module --with-http_realip module --withstream
[root@server ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
events {
worker_connections 1024;
}
stream {
upstream dongtai { # 配置dongtai服务器组
server 192.168.33.11:8080; # 动态资源走tomcat的8080端口
server 192.168.33.22:8080;
}
server {
listen 81; # 设置监听端口
proxy_pass dongtai; # 当请求访问到本机的81端口时，将请求转发到dongtai组
}
upstream jingtai { # 配置jingtai服务器组
server 192.168.33.33:80; # 静态资源走nginx或tomcat的80端口
server 192.168.33.44:80;
}
server {
listen 82;
proxy_pass jingtai;
}
}
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