IT運(yùn)維工程師基礎(chǔ)知識(shí)

/修改記錄：最后修改時(shí)間：20171212BS和CS的區(qū)別以與優(yōu)缺點(diǎn)C/S又稱Client/Server或客戶/服務(wù)器模式。服務(wù)器通常采用高性能的PC、工作站或小型機(jī)，并采用大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，如Oracle、Sybase、Informix或SQLServer。客戶端需要安裝專用的客戶端軟件。B/S是Brower/Server的縮寫，客戶機(jī)上只要安裝一個(gè)瀏覽器（Browser），如NetscapeNavigator或InternetExplorer，服務(wù)器安裝Oracle、Sybase、Informix或SQLServer等數(shù)據(jù)庫(kù)。瀏覽器通過(guò)WebServer同數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。C/S的優(yōu)點(diǎn)是能充分發(fā)揮客戶端PC的處理能力，很多工作可以在客戶端處理后再提交給服務(wù)器。對(duì)應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)就是客戶端響應(yīng)速度快。缺點(diǎn)主要只適用于局域網(wǎng)。客戶端需要對(duì)初裝電腦安裝專用的客戶端軟件，升級(jí)需要處理特別處理（重裝軟件或使用自動(dòng)升級(jí)技術(shù)）對(duì)客戶端的操作系統(tǒng)一般會(huì)限制用windows，不支持linux等B/S最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以在任何地方進(jìn)行操作而不用安裝任何專門的軟件。只要有一臺(tái)能上網(wǎng)的電腦就能使用，客戶端零維護(hù)。系統(tǒng)的擴(kuò)展非常容易，只要能上網(wǎng)，再由系統(tǒng)管理員分配一個(gè)用戶名和密碼，就可以使用了。甚至可以在線申請(qǐng)，通過(guò)公司內(nèi)部的安全認(rèn)證（如CA證書）后，不需要人的參與，系統(tǒng)可以自動(dòng)分配給用戶一個(gè)賬號(hào)進(jìn)入系統(tǒng)。但在做不同的瀏覽器的兼容性編碼，并且不能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜前面計(jì)算和展示。熱插拔熱插拔（hot-plugging或HotSwap）即帶電插拔，熱插拔功能就是允許用戶在不關(guān)閉系統(tǒng)，不切斷電源的情況下取出和更換損壞的硬盤、電源或板卡等部件，從而提高了系統(tǒng)對(duì)災(zāi)難的與時(shí)恢復(fù)能力、擴(kuò)展性和靈活性等，例如一些面向高端應(yīng)用的磁盤鏡像系統(tǒng)都可以提供磁盤的熱插拔功能。具體用學(xué)術(shù)的說(shuō)法就是：熱替換（Hotreplacement）、熱添加（hotexpansion）和熱升級(jí)（hotupgrade），F(xiàn)ailover失效轉(zhuǎn)移通俗地說(shuō)，即當(dāng)A無(wú)法為客戶服務(wù)時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)地切換，使B能夠與時(shí)地頂上繼續(xù)為客戶提供服務(wù)，且客戶感覺(jué)不到這個(gè)為他提供服務(wù)的對(duì)象已經(jīng)更換。磁盤陣列RAID磁盤陣列（RedundantArraysofIndependentDisks，RAID），有“獨(dú)立磁盤構(gòu)成的具有冗余能力的陣列”之意。磁盤陣列是由很多價(jià)格較便宜的磁盤，組合成一個(gè)容量巨大的磁盤組，利用個(gè)別磁盤提供數(shù)據(jù)所產(chǎn)生加成效果提升整個(gè)磁盤系統(tǒng)效能。利用這項(xiàng)技術(shù)，將數(shù)據(jù)切割成許多區(qū)段，分別存放在各個(gè)硬盤上。磁盤陣列還能利用同位檢查（ParityCheck）的觀念，在數(shù)組中任意一個(gè)硬盤故障時(shí)，仍可讀出數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)重構(gòu)時(shí)，將數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算后重新置入新硬盤中。RAID級(jí)別RAID0RAID0是最早出現(xiàn)的RAID模式，即DataStripping數(shù)據(jù)分條技術(shù)。RAID0是組建磁盤陣列中最簡(jiǎn)單的一種形式，只需要2塊以上的硬盤即可，成本低，可以提高整個(gè)磁盤的性能和吞吐量。RAID0沒(méi)有提供冗余或錯(cuò)誤修復(fù)能力，但實(shí)現(xiàn)成本是最低的。RAID0最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方式就是把N塊同樣的硬盤用硬件的形式通過(guò)智能磁盤控制器或用操作系統(tǒng)中的磁盤驅(qū)動(dòng)程序以軟件的方式串聯(lián)在一起創(chuàng)建一個(gè)大的卷集。在使用中電腦數(shù)據(jù)依次寫入到各塊硬盤中，它的最大優(yōu)點(diǎn)就是可以整倍的提高硬盤的容量。如使用了三塊80GB的硬盤組建成RAID0模式，那么磁盤容量就會(huì)是240GB。其速度方面，各單獨(dú)一塊硬盤的速度完全相同。最大的缺點(diǎn)在于任何一塊硬盤出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)將會(huì)受到破壞，可靠性僅為單獨(dú)一塊硬盤的1/N。RAID1RAID1稱為磁盤鏡像，原理是把一個(gè)磁盤的數(shù)據(jù)鏡像到另一個(gè)磁盤上，也就是說(shuō)數(shù)據(jù)在寫入一塊磁盤的同時(shí)，會(huì)在另一塊閑置的磁盤上生成鏡像文件，在不影響性能情況下最大限度的保證系統(tǒng)的可靠性和可修復(fù)性上，只要系統(tǒng)中任何一對(duì)鏡像盤中至少有一塊磁盤可以使用，甚至可以在一半數(shù)量的硬盤出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)系統(tǒng)都可以正常運(yùn)行,當(dāng)一塊硬盤失效時(shí)，系統(tǒng)會(huì)忽略該硬盤，轉(zhuǎn)而使用剩余的鏡像盤讀寫數(shù)據(jù)，具備很好的磁盤冗余能力。雖然這樣對(duì)數(shù)據(jù)來(lái)講絕對(duì)安全，但是成本也會(huì)明顯增加，磁盤利用率為50%，以四塊80GB容量的硬盤來(lái)講，可利用的磁盤空間僅為160GB。另外，出現(xiàn)硬盤故障的RAID系統(tǒng)不再可靠，應(yīng)當(dāng)與時(shí)的更換損壞的硬盤，否則剩余的鏡像盤也出現(xiàn)問(wèn)題，那么整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)崩潰。更換新盤后原有數(shù)據(jù)會(huì)需要很長(zhǎng)時(shí)間同步鏡像，外界對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)不會(huì)受到影響，只是這時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的性能有所下降。因此，RAID1多用在保存關(guān)鍵性的重要數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。RAID0+1RAID0+1名稱上我們便可以看出是RAID0與RAID1的結(jié)合體。在我們單獨(dú)使用RAID1也會(huì)出現(xiàn)類似單獨(dú)使用RAID0那樣的問(wèn)題，即在同一時(shí)間內(nèi)只能向一塊磁盤寫入數(shù)據(jù)，不能充分利用所有的資源。為了解決這一問(wèn)題，我們可以在磁盤鏡像中建立帶區(qū)集。因?yàn)檫@種配置方式綜合了帶區(qū)集和鏡像的優(yōu)勢(shì)，所以被稱為RAID0+1。把RAID0和RAID1技術(shù)結(jié)合起來(lái)，數(shù)據(jù)除分布在多個(gè)盤上外，每個(gè)盤都有其物理鏡像盤，提供全冗余能力，允許一個(gè)以下磁盤故障，而不影響數(shù)據(jù)可用性，并具有快速讀/寫能力。RAID0+1要在磁盤鏡像中建立帶區(qū)集至少4個(gè)硬盤。RAID5RAID3和RAID5都是校驗(yàn)方式。RAID3的工作方式是用一塊磁盤存放校驗(yàn)數(shù)據(jù)。由于任何數(shù)據(jù)的改變都要修改相應(yīng)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)信息，存放數(shù)據(jù)的磁盤有好幾個(gè)且并行工作，而存放校驗(yàn)數(shù)據(jù)的磁盤只有一個(gè)，這就帶來(lái)了校驗(yàn)數(shù)據(jù)存放時(shí)的瓶頸。RAID5的工作方式是將各個(gè)磁盤生成的數(shù)據(jù)校驗(yàn)切成塊，分別存放到組成陣列的各個(gè)磁盤中去，這樣就緩解了校驗(yàn)數(shù)據(jù)存放時(shí)所產(chǎn)生的瓶頸問(wèn)題，但是分割數(shù)據(jù)與控制存放都要付出速度上的代價(jià)。在RAID5上，讀/寫指針可同時(shí)對(duì)陣列設(shè)備進(jìn)行操作，提供了更高的數(shù)據(jù)流量。RAID5更適合于小數(shù)據(jù)塊和隨機(jī)讀寫的數(shù)據(jù)。在RAID5中有“寫損失”，即每一次寫操作將產(chǎn)生四個(gè)實(shí)際的讀/寫操作，其中兩次讀舊的數(shù)據(jù)與奇偶信息，兩次寫新的數(shù)據(jù)與奇偶信息,適用于讀多寫少的應(yīng)用。當(dāng)其中一個(gè)磁盤數(shù)據(jù)發(fā)生損壞后,利用剩下的磁盤和相應(yīng)的奇偶校驗(yàn)信息重新恢復(fù)/生成丟失的數(shù)據(jù)而不影響數(shù)據(jù)的可用性。至少需要3個(gè)或以上的硬盤。適用于大數(shù)據(jù)量的操作。成本稍高、儲(chǔ)存新強(qiáng)、可靠性強(qiáng)的陣列方式。心跳消息（HeartbeatMessage）心跳消息(HeartbeatMessage)是一種發(fā)送源發(fā)送到接收方的消息，這種消息可以讓接收方確定發(fā)送源是否以與何時(shí)出現(xiàn)故障或終止。通常，心跳消息從發(fā)送源啟動(dòng)時(shí)開(kāi)始發(fā)送，直到發(fā)送源關(guān)閉，期間發(fā)送源會(huì)不間斷的發(fā)送周期性或重復(fù)消息。當(dāng)接收方在某個(gè)消息接收周期內(nèi)未收到消息，接收方可能會(huì)認(rèn)為發(fā)送源已經(jīng)關(guān)閉、出現(xiàn)故障、或者當(dāng)前不可用。心跳消息可能常被用于高可用性或容錯(cuò)處理的目的。雙機(jī)熱備（hotbackup）雙機(jī)熱備名詞解釋從廣義上講，就是對(duì)于重要的服務(wù)，使用兩臺(tái)服務(wù)器，互相備份，共同執(zhí)行同一服務(wù)。當(dāng)一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，可以由另一臺(tái)服務(wù)器承擔(dān)服務(wù)任務(wù)，從而在不需要人工干預(yù)的情況下，自動(dòng)保證系統(tǒng)能持續(xù)提供服務(wù)。雙機(jī)熱備由備用的服務(wù)器解決了在主服務(wù)器故障時(shí)服務(wù)不中斷的問(wèn)題。但在實(shí)際應(yīng)用中，可能會(huì)出現(xiàn)多臺(tái)服務(wù)器的情況，即服務(wù)器集群。雙機(jī)熱備一般情況下需要有共享的存儲(chǔ)設(shè)備。但某些情況下也可以使用兩臺(tái)獨(dú)立的服務(wù)器。實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備，需要通過(guò)專業(yè)的集群軟件或雙機(jī)軟件。從狹義上講，雙機(jī)熱備特指基于active/standby方式的服務(wù)器熱備。服務(wù)器數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)同時(shí)往兩臺(tái)或多臺(tái)服務(wù)器寫，或者使用一個(gè)共享的存儲(chǔ)設(shè)備。在同一時(shí)間內(nèi)只有一臺(tái)服務(wù)器運(yùn)行。當(dāng)其中運(yùn)行著的一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障無(wú)法啟動(dòng)時(shí)，另一臺(tái)備份服務(wù)器會(huì)通過(guò)軟件診測(cè)（一般是通過(guò)心跳診斷）將standby機(jī)器激活，保證應(yīng)用在短時(shí)間內(nèi)完全恢復(fù)正常使用。使用雙機(jī)熱備的原因?yàn)榱耸管浻布到y(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，雙機(jī)熱備一般能做到以下功能：對(duì)操作系統(tǒng)的檢測(cè)、對(duì)網(wǎng)絡(luò)的檢測(cè)功能、對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的檢測(cè)功能、用戶特有程序的熱備、第三方軟件編程能力,雙機(jī)熱備軟件，一旦檢測(cè)到故障后會(huì)自動(dòng)切換到備用服務(wù)器，從而實(shí)現(xiàn)不停機(jī)服務(wù)。詳解如下：服務(wù)器的故障可能由各種原因引起，如設(shè)備故障、操作系統(tǒng)故障、軟件系統(tǒng)故障等等。一般地講，在技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)的情況下，恢復(fù)服務(wù)器正?？赡苄枰辽?分鐘、幾小時(shí)甚至幾天。從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)上看，除非是簡(jiǎn)單地重啟服務(wù)器（可能隱患仍然存在），否則往往需要幾個(gè)小時(shí)以上。而如果技術(shù)人員不在現(xiàn)場(chǎng)，則恢復(fù)服務(wù)的時(shí)間就更長(zhǎng)了。而對(duì)于一些重要系統(tǒng)而言，用戶是很難忍受這樣長(zhǎng)時(shí)間的服務(wù)中斷的。因此，就需要通過(guò)雙機(jī)熱備，來(lái)避免長(zhǎng)時(shí)間的服務(wù)中斷，保證系統(tǒng)長(zhǎng)期、可靠的服務(wù)。決定是否使用雙機(jī)熱備，正確的方法是要分析一下系統(tǒng)的重要性以與對(duì)服務(wù)中斷的容忍程度，以此決定是否使用雙機(jī)熱備。即，你的用戶能容忍多長(zhǎng)時(shí)間恢復(fù)服務(wù)，如果服務(wù)不能恢復(fù)會(huì)造成多大的影響。在考慮雙機(jī)熱備時(shí)，需要注意，一般意義上的雙機(jī)熱備都會(huì)有一個(gè)切換過(guò)程，這個(gè)切換過(guò)程可能是一分鐘左右。在切換過(guò)程中，服務(wù)是有可能短時(shí)間中斷的。但是，當(dāng)切換完成后，服務(wù)將正?；謴?fù)。因此，雙機(jī)熱備不是無(wú)縫、不中斷的，但它能夠保證在出現(xiàn)系統(tǒng)故障時(shí)，能夠很快恢復(fù)正常的服務(wù)，業(yè)務(wù)不致受到影響。而如果沒(méi)有雙機(jī)熱備，則一旦出現(xiàn)服務(wù)器故障，可能會(huì)出現(xiàn)幾個(gè)小時(shí)的服務(wù)中斷，對(duì)業(yè)務(wù)的影響就可能會(huì)很嚴(yán)重。另有一點(diǎn)需要強(qiáng)調(diào)，即服務(wù)器的故障與交換機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備的故障不同，其概念要高得多。原因在于服務(wù)器是比交換機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備復(fù)雜得多的設(shè)備，同時(shí)也是既包括硬件、也包括操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件系統(tǒng)的復(fù)雜系統(tǒng)。不僅設(shè)備故障可能引起服務(wù)中斷，而且軟件方面的問(wèn)題也可能導(dǎo)致服務(wù)器不能正常工作。還應(yīng)指出的是，一些其他的防護(hù)措施如磁盤陣列（RAID）、數(shù)據(jù)備份雖然是非常重要的，但卻不能代替雙機(jī)熱備的作用。3雙機(jī)主從、互備、多點(diǎn)集群主從模式是最標(biāo)準(zhǔn)、最簡(jiǎn)單的雙機(jī)熱備，即是目前通常所說(shuō)的active/standby方式。它使用兩臺(tái)服務(wù)器，一臺(tái)作為主服務(wù)器(Active)，運(yùn)行應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)提供服務(wù)。另一臺(tái)作為備機(jī)，安裝完全一樣的應(yīng)用系統(tǒng)，但處于待機(jī)狀態(tài)(Standby)。當(dāng)active服務(wù)器出現(xiàn)故障的時(shí)候，通過(guò)軟件診測(cè)（一般是通過(guò)心跳診斷）將standby機(jī)器激活，保證應(yīng)用在短時(shí)間內(nèi)完全恢復(fù)正常使用。雙機(jī)互備，在雙機(jī)熱備的基礎(chǔ)上，兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的應(yīng)用在兩臺(tái)機(jī)器同時(shí)運(yùn)行，但彼此均設(shè)為備機(jī)，當(dāng)某一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，另一臺(tái)服務(wù)器可以在短時(shí)間內(nèi)將故障服務(wù)器的應(yīng)用接管過(guò)來(lái)，從而保證了應(yīng)用的持續(xù)性。這種方式實(shí)際上是雙機(jī)熱備的一種應(yīng)用。它避免了兩個(gè)應(yīng)用使用四臺(tái)服務(wù)器分別實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備。但雙機(jī)互備存在著性能瓶頸，即如果進(jìn)行切換后，在一臺(tái)服務(wù)器上就有同時(shí)運(yùn)行兩個(gè)應(yīng)用，有可能負(fù)載過(guò)大。并且，有些情況下會(huì)有不止兩臺(tái)服務(wù)器對(duì)外提供服務(wù)。在這種情況上，多點(diǎn)集群就顯示出了其必要性。多點(diǎn)集群可以理解為雙機(jī)熱備在技術(shù)上的提升。多機(jī)服務(wù)器可以組成一個(gè)集群。根據(jù)應(yīng)用的實(shí)際情況，可以靈活地在這些服務(wù)器上進(jìn)行部署，同時(shí)可以靈活地設(shè)置接管策略。比如，可以由一臺(tái)服務(wù)器作為其他所有服務(wù)器的備機(jī)，也可以設(shè)置多重的接管關(guān)系，等等。這樣，就可以充分地利用服務(wù)器的資源，同時(shí)保證系統(tǒng)的高可用性。常見(jiàn)部署雙主機(jī)共享陳列浮動(dòng)IP微軟Sqlserver集群(MSCS群集)，oralceOFS(OracleFailSafe),ServHA等，下面以ServH來(lái)說(shuō)原理ServHA為運(yùn)行在Windows平臺(tái)和Linux平臺(tái)上的雙機(jī)集群產(chǎn)品，其負(fù)責(zé)管理2臺(tái)主機(jī)運(yùn)行各自的應(yīng)用系統(tǒng)，當(dāng)主機(jī)或主機(jī)上的軟件出現(xiàn)故障時(shí)，不需人工干預(yù)，雙機(jī)集群中另外主機(jī)通過(guò)心跳線路，可以檢測(cè)出該故障主機(jī)，準(zhǔn)確、快速地將原主機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)移交到另一臺(tái)主機(jī)上繼續(xù)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的不間斷運(yùn)行，從而保證整個(gè)系統(tǒng)對(duì)外服務(wù)的正常，為企事業(yè)機(jī)構(gòu)24小時(shí)×365天的關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用提供了強(qiáng)大的保障。

ServHA雙機(jī)系統(tǒng)的兩臺(tái)服務(wù)器（主機(jī)）都與磁盤陣列（共享存儲(chǔ)）系統(tǒng)連接，用戶的操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件和ServHA軟件分別安裝在兩臺(tái)主機(jī)上，數(shù)據(jù)庫(kù)等共享數(shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)系統(tǒng)上，兩臺(tái)主機(jī)之間通過(guò)私用（或公用）網(wǎng)絡(luò)建立心跳連接。配置好的系統(tǒng)主機(jī)開(kāi)始工作后，ServHA服務(wù)開(kāi)始監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)心跳連接，每臺(tái)主機(jī)上的ServHA服務(wù)都可監(jiān)控另一臺(tái)主機(jī)的狀態(tài)。當(dāng)工作主機(jī)發(fā)生故障時(shí)，心跳信息就會(huì)產(chǎn)生變化，這種變化可以通過(guò)心跳連接被ServHA服務(wù)捕捉。當(dāng)捕捉到這種變化后ServHA就會(huì)控制系統(tǒng)進(jìn)行主機(jī)切換，即備份機(jī)啟動(dòng)和工作主機(jī)一樣的應(yīng)用程序接管工作主機(jī)的工作（包括提供TCP/IP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、存儲(chǔ)系統(tǒng)的存取等服務(wù)）并進(jìn)行報(bào)警，提示管理人員對(duì)故障主機(jī)進(jìn)行維修。當(dāng)維修完畢后，可以根據(jù)ServHA的設(shè)定自動(dòng)或手動(dòng)再切換回來(lái)，也可以不切換，此時(shí)維修好的主機(jī)就作為備份機(jī)，雙機(jī)系統(tǒng)繼續(xù)工作。ServHA實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)功能的關(guān)鍵在于，對(duì)客戶端來(lái)說(shuō)主機(jī)是透明的，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生錯(cuò)誤而進(jìn)行切換時(shí)，主機(jī)的切換在客戶端看來(lái)沒(méi)有變化，所有基于主機(jī)的應(yīng)用都仍然正常運(yùn)行。ServHA采用了IP漂移技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能?？蛻舳送ㄟ^(guò)虛擬地址和工作主機(jī)通訊，無(wú)論系統(tǒng)是否發(fā)生切換，虛擬地址始終指向工作主機(jī)。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)時(shí)，ServHA提供一個(gè)邏輯的虛擬地址，任何一個(gè)客戶端需要請(qǐng)求服務(wù)時(shí)只需要使用這個(gè)虛擬地址。正常運(yùn)行時(shí)，虛擬地址與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)由主服務(wù)器提供。當(dāng)主服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，ServHA會(huì)將虛擬地址轉(zhuǎn)移到另外一臺(tái)服務(wù)器的網(wǎng)卡上，繼續(xù)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。切換完成后，在客戶端看來(lái)系統(tǒng)并沒(méi)有出現(xiàn)故障，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)仍然可以使用。除IP地址外，ServHA還可以提供虛擬的計(jì)算機(jī)別名供客戶端訪問(wèn)。對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)，當(dāng)有主服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，另外一臺(tái)服務(wù)器就會(huì)自動(dòng)接管，同時(shí)啟動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用程序，使用戶數(shù)據(jù)庫(kù)可以正常操作負(fù)載均衡(LoadBalance)概念網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡是一種動(dòng)態(tài)均衡技術(shù)，常見(jiàn)的實(shí)現(xiàn)方式是通過(guò)一些工具實(shí)時(shí)地分析數(shù)據(jù)包，掌握網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流量狀況，把任務(wù)合理均衡地分配出去。這種技術(shù)基于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提供了一種擴(kuò)展服務(wù)器帶寬和增加服務(wù)器吞吐量的廉價(jià)有效的方法，加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力，提高了網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可用性。（對(duì)于數(shù)據(jù)流量過(guò)大的網(wǎng)絡(luò)中，往往單一設(shè)備無(wú)法承擔(dān)，需要多臺(tái)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)分流，而負(fù)載均衡器就是用來(lái)將數(shù)據(jù)分流到多臺(tái)設(shè)備的一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。）日常生活中到處都能看到“負(fù)載均衡”，一個(gè)超市的收營(yíng)員高峰期只能服務(wù)10位顧客，當(dāng)做活動(dòng)時(shí)有20位顧客需要服務(wù)的話可能就會(huì)排長(zhǎng)隊(duì)，這樣購(gòu)物體驗(yàn)將會(huì)很差（就像客戶抱怨系統(tǒng)/網(wǎng)站訪問(wèn)太慢）。最簡(jiǎn)單的辦法就是再招個(gè)營(yíng)業(yè)員，重新開(kāi)通一個(gè)出口。負(fù)載均衡的核心就是“分?jǐn)倝毫Α薄?/p>

負(fù)載均衡系統(tǒng)負(fù)載均衡系統(tǒng)：負(fù)載均衡又有DNS負(fù)載均衡（比較常用）、IP負(fù)載均衡、反向代理負(fù)載均衡等，也就是在集群中有服務(wù)器A、B、C，它們都是互不影響，互不相干的，任何一臺(tái)的機(jī)器宕了，都不會(huì)影響其他機(jī)器的運(yùn)行，當(dāng)用戶來(lái)一個(gè)請(qǐng)求，有負(fù)載均衡器的算法決定由哪臺(tái)機(jī)器來(lái)處理，假如你的算法是采用round算法，有用戶a、b、c，那么分別由服務(wù)器A、B、C來(lái)處理Haproxy介紹haproxy是一個(gè)基于TCP\HTTP反向代理的高可用性負(fù)載均衡器，具體以下特點(diǎn)：支持對(duì)cookie、HTTP頭的添加/修改/刪除；基于cookie可客戶端對(duì)同一服務(wù)器的持繼請(qǐng)求；有將檢測(cè)失敗的服務(wù)器從服務(wù)群中排去和檢測(cè)成功后將服務(wù)器再加到服務(wù)群中的能力；可設(shè)定服務(wù)器的權(quán)重；還具有簡(jiǎn)單TCP服務(wù)器負(fù)載能力；應(yīng)用實(shí)例如圖：某ＷＥＢ服務(wù)網(wǎng)站具有44-245兩臺(tái)真實(shí)服務(wù)器（實(shí)際節(jié)點(diǎn)可以在2-8臺(tái)），在haproxy具有雙ip,公網(wǎng)ip211.xx.xx.90,內(nèi)部ip，對(duì)外訪問(wèn)ip為211.xx.xx.90正常情況由haproxy完成對(duì)兩臺(tái)服務(wù)器的請(qǐng)求分發(fā)，由于有服務(wù)器狀態(tài)檢查，所以在真實(shí)服務(wù)器只有還有一臺(tái)服務(wù)器工作，客戶端也不會(huì)感知。F5交換機(jī)F5BIG-IP用作HTTP負(fù)載均衡器的主要功能：①、F5BIG-IP提供12種靈活的算法將所有流量均衡的分配到各個(gè)服務(wù)器，而面對(duì)用戶，只是一臺(tái)虛擬服務(wù)器。②、F5BIG-IP可以確認(rèn)應(yīng)用程序能否對(duì)請(qǐng)求返回對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。假如F5BIG-IP后面的某一臺(tái)服務(wù)器發(fā)生服務(wù)停止、死機(jī)等故障，F(xiàn)5會(huì)檢查出來(lái)并將該服務(wù)器標(biāo)識(shí)為宕機(jī)，從而不將用戶的訪問(wèn)請(qǐng)求傳送到該臺(tái)發(fā)生故障的服務(wù)器上。這樣，只要其它的服務(wù)器正常，用戶的訪問(wèn)就不會(huì)受到影響。宕機(jī)一旦修復(fù)，F(xiàn)5BIG-IP就會(huì)自動(dòng)查證應(yīng)用已能對(duì)客戶請(qǐng)求作出正確響應(yīng)并恢復(fù)向該服務(wù)器傳送。③、F5BIG-IP具有動(dòng)態(tài)Session的會(huì)話保持功能。④、F5BIG-IP的iRules功能可以做HTTP內(nèi)容過(guò)濾，根據(jù)不同的域名、URL，將訪問(wèn)請(qǐng)求傳送到不同的服務(wù)器。什么是高可用HA(HighAvailability)“腦裂"在涉與到高可用性時(shí)，經(jīng)常會(huì)聽(tīng)到”腦裂“，到底啥是”腦裂“？一句話：當(dāng)兩（多）個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)認(rèn)為自已是唯一處于活動(dòng)狀態(tài)的服務(wù)器從而出現(xiàn)爭(zhēng)用資源的情況，這種爭(zhēng)用資源的場(chǎng)景即是所謂的“腦裂”（split-brain）或”區(qū)間集群“（HeartBeat原理：HeartBeat運(yùn)行于備用主機(jī)上的Heartbeat可以通過(guò)以太網(wǎng)連接檢測(cè)主服務(wù)器的運(yùn)行狀態(tài)，一旦其無(wú)法檢測(cè)到主服務(wù)器的"心跳"則自動(dòng)接管主服務(wù)器的資源。通常情況下，主、備服務(wù)器間的心跳連接是一個(gè)獨(dú)立的物理連接，這個(gè)連接可以是串行線纜、一個(gè)由"交叉線"實(shí)現(xiàn)的以太網(wǎng)連接。Heartbeat甚至可同時(shí)通過(guò)多個(gè)物理連接檢測(cè)主服務(wù)器的工作狀態(tài)，而其只要能通過(guò)其中一個(gè)連接收到主服務(wù)器處于活動(dòng)狀態(tài)的信息，就會(huì)認(rèn)為主服務(wù)器處于正常狀態(tài)。從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的角度來(lái)說(shuō)，建議為Heartbeat配置多條獨(dú)立的物理連接，以避免Heartbeat通信線路本身存在單點(diǎn)故障。在“雙機(jī)熱備”高可用（HA）系統(tǒng)中，當(dāng)聯(lián)系2個(gè)節(jié)點(diǎn)的“心跳線”斷開(kāi)時(shí)，本來(lái)為一整體、動(dòng)作協(xié)調(diào)的HA系統(tǒng)，就分裂成為2個(gè)獨(dú)立的個(gè)體。由于相互失去了聯(lián)系，都以為是對(duì)方出了故障，2個(gè)節(jié)點(diǎn)上的HA軟件像“裂腦人”一樣，“本能”地爭(zhēng)搶“共享資源”、爭(zhēng)起“應(yīng)用服務(wù)”，就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重后果：或者共享資源被瓜分、2邊“服務(wù)”都起不來(lái)了；或者2邊“服務(wù)”都起來(lái)了，但同時(shí)讀寫“共享存儲(chǔ)”，導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞（常見(jiàn)如數(shù)據(jù)庫(kù)輪詢著的聯(lián)機(jī)日志出錯(cuò)）。運(yùn)行于備用主機(jī)上的Heartbeat可以通過(guò)以太網(wǎng)連接檢測(cè)主服務(wù)器的運(yùn)行狀態(tài)，一旦其無(wú)法檢測(cè)到主服務(wù)器的“心跳”則自動(dòng)接管主服務(wù)器的資源。通常情況下，主、備服務(wù)器間的心跳連接是一個(gè)獨(dú)立的物理連接，這個(gè)連接可以是串行線纜、一個(gè)由“交叉線”實(shí)現(xiàn)的以太網(wǎng)連接。Heartbeat甚至可同時(shí)通過(guò)多個(gè)物理連接檢測(cè)主服務(wù)器的工作狀態(tài)，而其只要能通過(guò)其中一個(gè)連接收到主服務(wù)器處于活動(dòng)狀態(tài)的信息，就會(huì)認(rèn)為主服務(wù)器處于正常狀態(tài)。從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的角度來(lái)說(shuō)，建議為Heartbeat配置多條獨(dú)立的物理連接，以避免Heartbeat通信線路本身存在單點(diǎn)故障。1、串行電纜：被認(rèn)為是比以太網(wǎng)連接安全性稍好些的連接方式，因?yàn)閔acker無(wú)法通過(guò)串行連接運(yùn)行諸如telnet、ssh或rsh類的程序，從而可以降低其通過(guò)已劫持的服務(wù)器再次侵入備份服務(wù)器的幾率。但串行線纜受限于可用長(zhǎng)度，因此主、備服務(wù)器的距離必須非常短。2、以太網(wǎng)連接：使用此方式可以消除串行線纜的在長(zhǎng)度方面限制，并且可以通過(guò)此連接在主備服務(wù)器間同步文件系統(tǒng)，從而減少了從正常通信連接帶寬的占用。基于冗余的角度考慮，應(yīng)該在主、備服務(wù)器使用兩個(gè)物理連接傳輸heartbeat的控制信息；這樣可以避免在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)或線纜故障時(shí)導(dǎo)致兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)認(rèn)為自已是唯一處于活動(dòng)狀態(tài)的服務(wù)器從而出現(xiàn)爭(zhēng)用資源的情況，這種爭(zhēng)用資源的場(chǎng)景即是所謂的“腦裂”（split-brain）或“partitionedcluster”。在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)共享同一個(gè)物理設(shè)備資源的情況下，腦裂會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)可怕的后果。為了避免出現(xiàn)腦裂，可采用下面的預(yù)防措施：添加冗余的心跳線，例如雙線條線。盡量減少“裂腦”發(fā)生機(jī)會(huì)。啟用磁盤鎖。正在服務(wù)一方鎖住共享磁盤，“裂腦”發(fā)生時(shí)，讓對(duì)方完全“搶不走”共享磁盤資源。但使用鎖磁盤也會(huì)有一個(gè)不小的問(wèn)題，如果占用共享盤的一方不主動(dòng)“解鎖”，另一方就永遠(yuǎn)得不到共享磁盤。現(xiàn)實(shí)中假如服務(wù)節(jié)點(diǎn)突然死機(jī)或崩潰，就不可能執(zhí)行解鎖命令。后備節(jié)點(diǎn)也就接管不了共享資源和應(yīng)用服務(wù)。于是有人在HA中設(shè)計(jì)了“智能”鎖。即，正在服務(wù)的一方只在發(fā)現(xiàn)心跳線全部斷開(kāi)（察覺(jué)不到對(duì)端）時(shí)才啟用磁盤鎖。平時(shí)就不上鎖了。設(shè)置仲裁機(jī)制。例如設(shè)置參考IP（如網(wǎng)關(guān)IP），當(dāng)心跳線完全斷開(kāi)時(shí)，2個(gè)節(jié)點(diǎn)都各自ping一下參考IP，不通則表明斷點(diǎn)就出在本端，不僅“心跳”、還兼對(duì)外“服務(wù)”的本端網(wǎng)絡(luò)鏈路斷了，即使啟動(dòng)（或繼續(xù)）應(yīng)用服務(wù)也沒(méi)有用了，那就主動(dòng)放棄競(jìng)爭(zhēng)，讓能夠ping通參考IP的一端去起服務(wù)。更保險(xiǎn)一些，ping不通參考IP的一方干脆就自我重啟，以徹底釋放有可能還占用著的那些共享資源。輪詢和推送模式應(yīng)用系統(tǒng)信息交互過(guò)程通常是客戶端發(fā)出一個(gè)請(qǐng)求，服務(wù)器端接收和審核完請(qǐng)求后進(jìn)行處理并返回結(jié)果給客戶端，然后客戶端將信息呈現(xiàn)出來(lái)，這種機(jī)制對(duì)于信息變化不是特別頻繁的應(yīng)用尚能相安無(wú)事，但是對(duì)于那些實(shí)時(shí)要求比較高的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，比如說(shuō)在線游戲、在線證券、設(shè)備監(jiān)控、新聞在線播報(bào)、RSS訂閱推送等等，當(dāng)客戶端準(zhǔn)備呈現(xiàn)這些信息的時(shí)候，這些信息在服務(wù)器端可能已經(jīng)過(guò)時(shí)了。所以保持客戶端和服務(wù)器端的信息與時(shí)更新是應(yīng)用的關(guān)鍵要素，開(kāi)發(fā)人員想實(shí)現(xiàn)與時(shí)更新信息的功能，其中最常用的就是輪詢和推送技術(shù)，輪詢模式：由客戶端定時(shí)向服務(wù)器查詢，流程為：如果設(shè)定這客戶端每2秒輪詢一次，那么客戶端每2秒就會(huì)發(fā)送一次請(qǐng)求，相應(yīng)的服務(wù)器端每2秒就要響應(yīng)這個(gè)客戶端的一次請(qǐng)求。而實(shí)際上服務(wù)器端可能1秒鐘后就有更新，也可能1分鐘后才有更新。對(duì)于1秒鐘就有更新的，客戶端至少會(huì)有1秒鐘的延時(shí)；而1分鐘后才有更新的，只有最后一次查詢有意義，這一分鐘內(nèi)的輪詢其實(shí)都是沒(méi)有必要的，服務(wù)器端和客戶端均有資源的浪費(fèi)，本方式取的過(guò)程中如果網(wǎng)絡(luò)故障，客戶端重新查詢就可以，編程實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。推送模式：服務(wù)器如果有信息，馬上主動(dòng)給客戶端發(fā)送，流程為：客戶端發(fā)送一次請(qǐng)求后馬上掛起等待服務(wù)器端響應(yīng)，可能1秒，也可能10秒鐘，也可能1分鐘。如果服務(wù)器端是1秒就有更新，那么到1秒鐘時(shí)客戶端馬上就收到更新了，如果是1分鐘才有更新，那么整個(gè)一分鐘客戶端也只請(qǐng)求一次，服務(wù)器也只會(huì)相應(yīng)一次，這個(gè)跟輪詢的區(qū)別是不是已經(jīng)很清楚了，本方法：如果推的過(guò)程中由于網(wǎng)絡(luò)的原因失敗，服務(wù)端要進(jìn)行重發(fā)考慮的處理，實(shí)現(xiàn)過(guò)程中關(guān)注的問(wèn)提多，編程實(shí)現(xiàn)復(fù)雜短連接和長(zhǎng)連接的區(qū)別首先介紹下短鏈接和長(zhǎng)連接的區(qū)別：

短連接

連接->傳輸數(shù)據(jù)->關(guān)閉連接

比如HTTP是無(wú)狀態(tài)的的短鏈接，瀏覽器和服務(wù)器每進(jìn)行一次HTTP操作，就建立一次連接，但任務(wù)結(jié)束就中斷連接。

也可以這樣說(shuō)：短連接是指SOCKET連接后，發(fā)送接收完數(shù)據(jù)后馬上斷開(kāi)連接。

因?yàn)檫B接后接收了數(shù)據(jù)就斷開(kāi)了，所以每次數(shù)據(jù)接受處理不會(huì)有聯(lián)系。長(zhǎng)連接

連接->傳輸數(shù)據(jù)->保持連接->傳輸數(shù)據(jù)->->直到一方關(guān)閉連接，多是客戶端關(guān)閉連接。

長(zhǎng)連接指建立SOCKET連接后不管是否使用都保持連接，但安全性較差。什么時(shí)候用長(zhǎng)連接，短連接？

長(zhǎng)連接多用于操作頻繁，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊，而且連接數(shù)不能太多情況，。每個(gè)TCP連接都需要三步握手，這需要時(shí)間，如果每個(gè)操作都是先連接，再操作的話那么處理速度會(huì)降低很多，所以每個(gè)操作完后都不斷開(kāi)，次處理時(shí)直接發(fā)送數(shù)據(jù)包就OK了，不用建立TCP連接。例如：數(shù)據(jù)庫(kù)的連接用長(zhǎng)連接，