负载均衡群集，哪种模式更优？

负载均衡群集是现代互联网架构中不可或缺的一部分，它通过将大量客户请求分配到多个服务器节点上，提高了系统的整体响应能力和处理能力，在实际应用中，负载均衡群集有多种模式，每种模式都有其独特的优势和适用场景，下面将对几种常见的负载均衡群集模式进行详细分析：

负载均衡群集

负载均衡群集（Load Balancing Cluster）由多台主机构成，对外表现如同一个整体，旨在提高应用系统的响应能力，尽可能处理更多的访问请求，减少延迟，实现高并发和高负载，根据不同的需求，负载均衡群集可以分为NAT模式、IP隧道模式和直接路由模式等。

NAT模式

特点

地址转换：调度器作为所有服务器节点的网关，同时负责客户机的访问入口和各节点回应客户机的访问出口。

安全性高：由于服务器节点使用私有IP地址，与调度器位于同一个物理网络，因此安全性较高。

性能瓶颈：调度器需要承载双向数据流量的负载压力，可能成为整个群集的性能瓶颈。

应用场景

适用于节点数量较少（通常为10-20个），且对安全性要求较高的场景。

IP隧道模式

特点

开放式网络结构：调度器仅作为客户机的访问入口，各节点通过各自的Internet连接直接回应客户机。

独立公网IP：服务器节点分散在互联网中的不同位置，具有独立的公网IP地址。

成本较高：需要建立专用的IP隧道，成本较高，且安全性较低。

应用场景

适用于节点数量较多（通常为100个以上），且节点分布在不同地理位置的场景。

直接路由模式

特点

半开放式网络结构：与IP隧道模式类似，但各节点与调度器位于同一个物理网络，不需要建立专用的IP隧道。

性能最高：由于调度器仅作为客户端的访问入口，节点服务器的响应消息直接返回给客户端，不再经过调度器，因此性能最高。

企业首选：DR模式是企业首选的LVS模式，因为它在性能和成本之间取得了较好的平衡。

应用场景

适用于节点数量较多（通常为100个以上），且所有节点与调度器位于同一个物理网络的场景。

负载均衡群集的工作模式比较

工作模式	节点数量	真实网关	IP地址	优点	缺点
NAT模式	Low 10-20	负载调度器	公网+私网	安全性高	效率低，压力大
TUN模式	High 100	自有路由器	公网	Wan环境加密数据	需要隧道支持
DR模式	High 100	自由路由器	私网	性能最高	不能跨越LAN

LVS调度算法

LVS提供了多种调度算法，以适应不同的负载均衡需求：

轮询（rr）：将收到的访问请求按照顺序轮流分配给群集中的各节点。

加权轮询（wrr）：根据真实服务器的处理能力轮流分配收到的访问请求，权重值较高的服务器将优先获得任务。

源地址哈希（sh）：保证来自同一个源地址的请求分配到同一台服务器。

目的地址哈希（dh）：以目的地址为关键字查找一个静态hash表来获得所需RS。

最小连接（lc）：将收到的访问请求优先分配给连接数最少的节点。

加权最小连接（wlc）：假设各台RS的权值依次为Wi，当前tcp连接数依次为Ti，依次取Ti/Wi为最小的RS作为下一个分配的RS。

负载均衡群集的结构

负载均衡群集通常包括三个层次的组件：

负载调度器：这是访问整个群集系统的唯一入口，对外使用所有服务器共有的VIP地址，通常会配置主、备两台调度器实现热备份，当主调度器失效以后能够平滑替换至备用调度器，确保高可用性。

服务器池：群集所提供的应用服务由服务器池承担，其中的每个节点具有独立的RIP地址，只处理调度器分发过来的客户机请求，当某个节点暂时失效时，负载调度器的容错机制会将其隔离，等待错误排除以后再重新纳入服务器池。

共享存储：为服务器池中的所有节点提供稳定、一致的文件存取服务，确保整个群集的统一性，共享存储可以使用NAS设备或者提供NFS共享服务的专用服务器。

负载均衡群集的不同工作模式各有优缺点，选择合适的模式需要根据具体的应用场景和需求来决定，NAT模式适合节点数量较少且对安全性要求较高的场景；IP隧道模式适合节点数量较多且分布在不同地理位置的场景；而直接路由模式则因其高性能成为企业的首选，无论选择哪种模式，都需要合理配置和管理，以确保群集的高可用性和稳定性。

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