一、問題域
nginx、lvs、keepalived、f5、dns輪詢，每每提到這些技術，往往討論的是接入層的這樣幾個問題：
1）可用性：任何一台機器掛了，服務受不受影響
2）擴充套件性：能否通過增加機器，擴充系統的效能
3）反向**+負載均衡：請求是否均勻分攤到後端的操作單元執行
二、上面那些名詞都是幹嘛的
1）nginx：乙個高效能的web-server和實施反向**的軟體
2）lvs：linux virtual server，使用集群技術，實現在linux作業系統層面的乙個高效能、高可用、負載均衡伺服器
3）keepalived：一款用來檢測服務狀態存活性的軟體，常用來做高可用
4）f5：乙個高效能、高可用、負載均衡的硬體裝置（聽上去和lvs功能差不多？）
5）dns輪詢：通過在dns-server上對乙個網域名稱設定多個ip解析，來擴充web-server效能及實施負載均衡的技術
三、接入層技術演進
【裸奔時代（0）單機架構】
裸奔時代的架構圖如上：
1）瀏覽器通過dns-server，網域名稱解析到ip
2）瀏覽器通過ip訪問web-server
缺點：1）非高可用，web-server掛了整個系統就掛了
2）擴充套件性差，當吞吐量達到web-server上限時，無法擴容
注：單機不涉及負載均衡的問題
假設tomcat的吞吐量是1000次每秒，當系統總吞吐量達到3000時，如何擴容是首先要解決的問題，dns輪詢是乙個很容易想到的方案：
此時的架構圖如上：
1）多部署幾份web-server，1個tomcat抗1000，部署3個tomcat就能抗3000
2）在dns-server層面，網域名稱每次解析到不同的ip
優點：1）零成本：在dns-server上多配幾個ip即可，功能也不收費
2）部署簡單：多部署幾個web-server即可，原系統架構不需要做任何改造
3）負載均衡：變成了多機，但負載基本是均衡的
缺點：1）非高可用：dns-server只負責網域名稱解析ip，這個ip對應的服務是否可用，dns-server是不保證的，假設有乙個web-server掛了，部分服務會受到影響
2）擴容非實時：dns解析有乙個生效週期
3）暴露了太多的外網ip
tomcat的效能較差，但nginx作為反向**的效能就強多了，假設線上跑到1w，就比tomcat高了10倍，可以利用這個特性來做擴容：
1）站點層與瀏覽器層之間加入了乙個反向**層，利用高效能的nginx來做反向**
2）nginx將http請求分發給後端多個web-server
優點：1）dns-server不需要動
2）負載均衡：通過nginx來保證
3）只暴露乙個外網ip，nginx->tomcat之間使用內網訪問
4）擴容實時：nginx內部可控，隨時增加web-server隨時實時擴容
5）能夠保證站點層的可用性：任何一台tomcat掛了，nginx可以將流量遷移到其他tomcat
缺點：1）時延增加+架構更複雜了：中間多加了乙個反向**層
2）反向**層成了單點，非高可用：tomcat掛了不影響服務，nginx掛了怎麼辦？
為了解決高可用的問題，keepalived出場了（之前的文章「使用shadow-master保證系統可用性」詳細介紹過）：
此時：1）做兩台nginx組成乙個集群，分別部署上keepalived，設定成相同的虛ip，保證nginx的高可用
2）當一台nginx掛了，keepalived能夠探測到，並將流量自動遷移到另一台nginx上，整個過程對呼叫方透明
優點：1）解決了高可用的問題
缺點：1）資源利用率只有50%
2）nginx仍然是接入單點，如果接入吞吐量超過的nginx的效能上限怎麼辦，例如qps達到了50000咧？
nginx畢竟是軟體，效能比tomcat好，但總有個上限，超出了上限，還是扛不住。
lvs就不一樣了，它實施在作業系統層面；f5的效能又更好了，它實施在硬體層面；它們效能比nginx好很多，例如每秒可以抗10w，這樣可以利用他們來擴容，常見的架構圖如下：
此時：1）如果通過nginx可以擴充套件多個tomcat一樣，可以通過lvs來擴充套件多個nginx
2）通過keepalived+vip的方案可以保證可用性
99.9999%的公司到這一步基本就能解決接入層高可用、擴充套件性、負載均衡的問題。
這就完美了嘛？還有潛在問題麼？
好吧，不管是使用lvs還是f5，這些都是scale up的方案，根本上，lvs/f5還是會有效能上限，假設每秒能處理10w的請求，一天也只能處理80億的請求（10w秒吞吐量*8w秒），那萬一系統的日pv超過80億怎麼辦呢？（好吧，沒幾個公司要考慮這個問題）
如之前文章所述，水平擴充套件，才是解決效能問題的根本方案，能夠通過加機器擴充效能的方案才具備最好的擴充套件性。
facebook，google，baidu的pv是不是超過80億呢，它們的網域名稱只對應乙個ip麼，終點又是起點，還是得通過dns輪詢來進行擴容：
此時：1）通過dns輪詢來線性擴充套件入口lvs層的效能
2）通過keepalived來保證高可用
3）通過lvs來擴充套件多個nginx
4）通過nginx來做負載均衡，業務七層路由
四、結論
聊了這麼多，稍微做乙個簡要的總結：
1）接入層架構要考慮的問題域為：高可用、擴充套件性、反向**+擴充套件均衡
2）nginx、keepalived、lvs、f5可以很好的解決高可用、擴充套件性、反向**+擴充套件均衡的問題
3）水平擴充套件scale out是解決擴充套件性問題的根本方案，dns輪詢是不能完全被nginx/lvs/f5所替代的
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