負載均衡能否能直接從LVS打到站點層

上一篇負載均衡的文章有一個點不少人有疑問，所以我覺得有必要單獨寫篇文章解釋一下，先看下上篇文章展示的架構圖：

這里一些朋友的疑問點是 Nginx 是否多此一舉，能否能直接從 LVS 打到站點層？即改成下面的架構

答案是不行，為什么？其實我在上文中有提到一些點已經(jīng)暗示了，只不過不那么明顯而已，我再單獨把這些點拎出來

LVS 是四層負載均衡器

Nginx 是七層負載均衡器，可以根據(jù) url 來轉發(fā)流量

首先我們需要明白為什么根據(jù) url 轉發(fā)請求這么重要，假設現(xiàn)在有「營銷」，「運營中心」這兩個集群，使用 Nginx 的話很簡單，根據(jù) url 來決定到底將請求轉發(fā)到哪個集群即可

由于 LVS 不能根據(jù) url 轉發(fā)，那么請問 LVS 收到請求后該轉給誰

那么 LVS 為什么不能根據(jù) url 來轉發(fā)呢，因為它是四層負載均衡器，什么是四層和七層，這里就要簡單復習下 ISO 七層參考模型了

由此可知，七層對應著應用層，四層對應著傳輸層，如果從應用層發(fā)起一個請求會在「傳輸層」，「網(wǎng)絡層」，「數(shù)據(jù)鏈路層」分別加上各自層的包頭，比如現(xiàn)在 A 電腦要發(fā)一個「I‘m Deepon」數(shù)據(jù)給 B 電腦，則在各層的轉化流程如下圖所示

但最終在互聯(lián)網(wǎng)上要傳輸?shù)陌〝?shù)據(jù)鏈路層傳輸?shù)陌械?，統(tǒng)稱為包）是有大小限制的，如下圖所示

在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸?shù)陌荒艹^ 14 + 20 + 20 + 1460 + 4 = 1518 byte，其中包含的應用層（即 payload）數(shù)據(jù)一次性不能超過 1460 個 byte，也就是說如果一個 HTTP 請求有 2000 byte，那么它必須分成兩個包發(fā)送才能在網(wǎng)絡上傳輸，再來看看 HTTP 的格式

如果一個 HTTP POST 請求很大，超過了 1460 byte（一個包 payload 的最大值），那么它必須分成兩個包才能傳輸，也就意味著一個包可能包含 URI，另一個包不包含 URI，既然包都不包含 URI，那么請問 LVS 如何根據(jù) URL 來轉發(fā)給相應的集群呢，所以理解了 TCP/IP 的工作機制相信你不難理解開頭的問題：LVS 是四層負載均衡器，無法根據(jù) URL 來轉發(fā)請求。

其實最關鍵的原因是四層以下其實只負責包的轉發(fā)，只要拿出包頭查看一下 ip 地址就可知道該轉發(fā)哪里，很高效，如果你還要根據(jù) url 來匹配那么需要拿到應用層數(shù)據(jù)根據(jù)正則等做匹配，顯然會消耗更多的性能，所以專業(yè)的人做專業(yè)的事，應該由 LVS 來負責承載所有流量，Nginx 負責根據(jù) url 來轉發(fā)給對應的集群，因為它是七層負載均衡器，與上下游各建立了一個 TCP 鏈接

所以如果有多個分包，由于 Nginx 與 client 建立了 TCP 連接，可以在 Nginx 先拿到 client 發(fā)出的所有的分包再組裝成完整的報文， 然后根據(jù) url 選擇其中一臺 server 與之建立 TCP 連接后將數(shù)據(jù)分批完整地傳給上游 server

另外需要注意的是現(xiàn)在在大廠中如果只將 Nginx 作為轉發(fā)之用是不夠的，一般用的 OpenResty ，什么是 OpenResty 呢

“OpenResty 是一個基于 Nginx 與 Lua 的高性能 Web 平臺，其內(nèi)部集成了大量精良的 Lua 庫、第三方模塊以及大多數(shù)的依賴項。用于方便地搭建能夠處理超高并發(fā)、擴展性極高的動態(tài) Web 應用、Web 服務和動態(tài)網(wǎng)關。

OpenResty 的目標是讓你的 Web 服務直接跑在 Nginx 服務內(nèi)部，充分利用 Nginx 的非阻塞 I/O 模型，不僅僅對 HTTP 客戶端請求，甚至于對遠程后端諸如 MySQL、PostgreSQL、Memcached 以及 Redis 等都進行一致的高性能響應?！?/p>

注意上面一句「提供了與 MySQL ，Redis 等的交互能力」這一點非常關鍵，我們之前不是說 Nginx 可以根據(jù) url 來決定打向哪個集群嗎，假設現(xiàn)在有一個這樣的場景：所有包含 operation 的請求都轉發(fā)到運營中心的集群，則需要寫死類似如下的配置

upstream backend {

server 192.168.1.10:8080

server 192.168.1.11:8080

}

server {

location /operation {

proxy_pass http://backed

}

}

在我們集團中類似這樣的規(guī)則非常多，難道要像上面這樣把所有的規(guī)則都一個個寫死在 Nginx 的配置文件里嗎？顯然不可行，更合理的方式是把這些規(guī)則（哪個 url 對應哪些集群）保存在 MySQL 中，然后 Nginx 在啟動的時候?qū)⑦@些規(guī)則從 MySQL 中取出并保存在 Redis 及本地緩存中，然后 Nginx 要根據(jù) url 匹配的時候從本地緩存（如果沒有從 redis 拿，redis 過期從 MySQL 拿）里拿這些規(guī)則再根據(jù)匹配項轉發(fā)到相應的集群，Nginx 沒有這樣的能力，而 OpenResty 由于集成了 Lua，引入了與 MySQL， Redis 等交互的模塊，所以用它是可行的，所以最終架構如下（將 Nginx 換成 OpenResty）

責任編輯：haq