统一接入层方案
Table of Contents
1 概述 2 技术方案 2.1 要考虑的问题 2.2 总体架构 2.3 负载均衡器选型 2.4 高可用方案 2.5 会话保持方案 2.6 URL资源的统一规划 2.7 方案扩展 3 实施计划
1 概述
信息中心网络组已经对应用服务器所在的网络进行划分，应用系统的节点分别部署到网络的接入层、应用层和数据层。这样的划分能够提高应用系统和敏感数据的安全性，但是增加了应用系统部署的复杂性。
根据网络规划，接入层作为用户（包括内部用户和外部用户）与关键服务器的隔离层，直接接收用户的请求，并转发给应用服务器。作为一种尝试，目前在接入层已经开始使用nginx对应用服务器进行反向代理，并支持多个应用服务器的负载均衡。
但是从应用系统部署的角度来看，接入层尚缺少统一的技术方案和整体规划。本文提出本证券公司应用系统接入层整体解决方案，以期达到如下的目的：
提出统一的接入层方案，规范应用系统的部署。 实现统一的应用服务器负载均衡解决方案。 通过公共的接入服务器和集中的配置，减小系统上线的工作量。 解决接入层的单点问题，保证高可用。 实现内外部域名的统一指向。 整合各应用系统的URL，对于子域名、虚拟目录等进行统一规划和分配。
2 技术方案
2.1 要考虑的问题
统一接入层技术方案主要考虑两方面的问题：负载均衡和高可用。
负载均衡采用一定的分配算法将网络请求分发到后端的多个服务器，从而获得更高的性能。实现负载均衡功能的软/硬件称为 负载均衡器 。 本文中的负载均衡特指将客户的http请求分发到后端的web服务器或应用服务器。
高可用为了避免负载调度器的单点故障，部署多个负载调度器节点，通过并行或主从的方式同时工作。
会话保持会话 服务器端维持的状态信息，使得服务器能够识别同一客户的多次请求之间的关联。会话保持是指负载均衡器上的一种机制，通过会话保持，负载均衡器能够识别同一客户端多次请求的关联性，并能够将相关联的请求分配到同一台后端服务器上。
配置灵活性因为需要整合各应用系统的URL，对于子域名、虚拟目录等进行统一规划和分配，需要考虑配置的灵活性和分流策略的多样性。
2.2 总体架构
统一接入层的总体架构如下图所示：
2.3 负载均衡器选型
考虑到管理类系统都是内部用户，总的并发不高。按照峰值 3000员工*（10请求/秒）= 3万请求/秒 进行估算，软件负载均衡器就能够满足要求。
目前比较流行的软件负载均衡器包括 NginX 、 HAProxy 和 LVS(Linux Virtual Server) 。三者的对比如下：
LVS HAProxy Nginx 网络协议层 4 4，7 7 性能 最高 高 高 资源消耗 高 中 低 安装配置 复杂 一般 简单 支持的协议 tcp之上 tcp之上 http，pop/smtp 会话保持 不支持 支持 支持 虚拟主机 不支持 支持 支持 其他功能 支持广域网负载均衡 支持URL方式检查后端服务器状态 可以作为web服务器，支持web缓存，支持虚拟目录从上面简单的对比可以看出，LVS性能最好，能够适应多种网络协议，可以用作大多数服务器的负载均衡，但是配置比较复杂，对http协议没有额外的功 能；HAProxy性能比Nginx要好，对http协议提供了一些额外支持；Nginx的性能略差于HAProxy，对http协议的额外支持与 HAProxy各有千秋，但是NginX能够针对域名、URL目录结构等配置分流策略，配置更加强大和灵活，同时NginX还可以作为web服务器并支持 web缓存。
综合上述分析，对于本文要实现的“统一web应用接入层”，使用NginX更加合适。其主要优势在于配置策略的灵活性，能够有效实现子域名、虚拟目录、URL路径的统一规划和管理。 同时，相对其他两款负载均衡器，NginX在公司内部有一定的技术积累，所以本方案选择NginX作为统一接入层的负载均衡器。
而HAProxy适合单个应用的负载均衡，尤其适合web服务器和mysql服务器的负载均衡；LVS更适合高并发网站的最前端负载均衡（作为硬件负载均衡的替代）。
2.4 高可用方案
目前服务器的高可用（HA,High Availability）主要通过服务器集群(Cluster)技术来实现。比较常见的集群软件包括keepalived, heartbeat和NLB等。 对于NginX，最成熟的架构是配合keepalived实现高可用。
Keepalived是Linux下实现VRRP备份路由的高可靠性运行件。能够实现主服务器和备份服务器故障时IP瞬间无缝交接。而NginX支持Master-Backup的部署方式。配合Keepalived，能够通过两台NginX的集群实现高可用。
具体方案包括：
在两台linux服务器上均部署NginX和keepalived 两台服务器为主备（Master-Backup）关系，对外有相同的虚拟IP（VIP） keepalived监测服务器的IP存活，当发现故障时接管虚拟IP 编写自定义脚本用于keepalived监测NginX的存活状态。如果发现NginX故障，杀掉NginX所在服务器的keepalived，使得另一台keeplived可以接管。 需要配合监控和报警机制
2.5 会话保持方案
为简单起见，本方案中不考虑会话同步/共享。但在NginX会采用ip-hash策略，保证同一客户的请求会被转发到相同的后端服务器，从而实现会话保持。 如果应用系统需要进行会话同步，需要自行考虑redis、memcached等方案。
2.6 URL资源的统一规划
尽量减少子域名的数量和变化频度，可以考虑按照应用系统的类别划分子域名，如：
类别 二级域名 管理系统 coworks.mycompany.com 移动办公 m. mycompany .com 开发类 dev. mycompany .com 其他 site. mycompany .com应用系统的变化相对频繁，为了简化应用系统部署，用二级域名的第一级目录指定具体的应用系统，如：
URL 应用系统 dev. mycompany .com/svn 版本管理 dev. mycompany .com/submin svn web管理界面 dev. mycompany .com/jira 缺陷管理 dev. mycompany .com/trac 系统资料（wiki） dev. mycompany .com/software 开发工具下载 dev. mycompany .com/mirrors 内部yum源 dev. mycompany .com/maven maven私服
2.7 方案扩展
当并发进一步增加时，在nginx前端再部署LVS/F5 对于非web应用，可以在接入层部署LVS或HAProxy HAProxy或LVS也可用于数据库的负载均衡
3 实施计划
搭建 测试 测试故障切换 测试故障恢复 测试性能 测试不停止服务的情况下更改NginX配置 准备规划好的二级域名 迁移
Author: Holbrook Wong<wanghaikuo@gmail.com>
Date: 2012-10-16 16:23:35 CST
分类: 术
标签: 负载均衡 , HA , Nginx , keepalived
作者： Leo_wl
出处： http://www.cnblogs.com/Leo_wl/
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