百万级并发负载架构详解:Nginx+LVS+Keepalived!

百万级负载架构是大型架构的核心,下面我就全面来详解百万级并发负载架构@mikechen

百万级负载架构

随着互联网、和移动应用的爆发式增长,数据量、和并发量越来越大,会面临百万级并发的挑战。

百万级负载架构的目标:是处理高并发、高吞吐量的请求,需要高效的流量分发、负载均衡、和可扩展性。

可以基于LVS、Nginx、和Keepalived三层分工架构来设计,整体架构,如下图所示:

百万级并发负载架构详解:Nginx+LVS+Keepalived!-mikechen

LVS

在整个架构的最前端,LVS 扮演着四层负载均衡的角色,它是所有外部流量进入系统的首要关卡。

LVS 在传输层进行负载分发,几乎不解析应用层数据。

因此拥有极高的吞吐量、和并发处理能力,能轻松应对百万级的初始连接。

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想象一下,LVS 就像一个高效的交通指挥官,它不关心包裹(数据)里具体装了什么。

只负责根据目的地信息(IP地址和端口),将海量的请求快速分发到不同的车道(后端服务器)。

   用户请求
       |
     [VIP]
       |
   +--------+       Keepalived 监控健康状态
   |  LVS   | <-------------------------------+
   +--------+                                |
    /       \                                |
+------+  +------+                           |
|Nginx1|  |Nginx2|   Keepalived 实现主备切换   |
+------+  +------+                           |
    \        /                               |
  +-----------+                              |
  | 后端应用集群 | <---------------------------+
  +-----------+

LVS只负责连接分发,不参与数据流处理,CPU、和内存消耗低,而且,稳定性极强。

 

Nginx

紧随 LVS 之后,Nginx 肩负着七层负载均衡、和反向代理的重任。

如果说 LVS 是粗粒度的交通指挥,那么 Nginx 就是精细化的分拣中心,它能深入到应用层。

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根据请求的详细信息(如: URL、HTTP… 等),进行更智能的流量分发。

比如:

server {
    listen 80;
    server_name mikechen.cc;

    location /admin/ {
        proxy_pass http://127.0.0.1:8081;
    }

    location /api/ {
        if ($http_user_agent ~* "Mobile|iPhone|Android") {
            proxy_pass http://127.0.0.1:8083;
        }
        proxy_pass http://127.0.0.1:8082;
    }

    location / {
        return 302 /home;
    }
}

通过Nginx,可以进行灵活的转发,适配后端微服务、或不同业务集群。

Nginx 能够高效处理静态文件(图片、CSS、JS……等),直接响应客户端。

更重要的是,Nginx 采用事件驱动的异步、非阻塞架构,使其在处理大量并发连接时表现卓越,资源消耗低。

Keepalived

在任何高并发架构中,单点故障都是致命的。

Keepalived 的作用正是提供高可用性保障,它就像一个忠诚的守护者,确保 LVS 、和 Nginx 服务的持续在线。

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LVS + Keepalived:前端流量接入高可用。

Nginx + Keepalived:七层网关高可用保障。

LVS 和 Nginx 双节点部署,各自配置 Keepalived 实现独立的冗余切换。

总之,LVS 的高性能四层分发、Nginx 的智能七层代理。

以及, Keepalived 的高可用保障有机地结合起来,构建了一个能够处理海量并发请求的架构。

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