大云制造 | 大云软负载均衡BC-SLB-C V1.0发布!

02/03 12:51
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友情提示:全文2000多文字,预计阅读时间6分钟

背 景

随着云计算及大数据技术的迅猛发展,流量和后台复杂度越来越高,企业对负载均衡组件的需求越来越强烈。主流的云服务提供商都在第一时间上线了相应的负载均衡服务。而相关的开源软负载均衡组件经过这么多年发展,已经非常成熟,其在X86架构的先天优势,以其兼容性,丰富度,低成本的特性,已经作为云上服务的首选。如果还是沿用采购负载服务器软硬件的方式,成本,运维,扩展等都是很大的问题。移动云急需要一个高性能软负载均衡方案,来满足内部负载,云化快速部署,灵活配置的需求。

面临的挑战

OpenStack原生支持软负载均衡,其中Lbaasv2作为OpenStack社区的标准,提供了丰富的插件和驱动。但是开源负载均衡插件只能在现有的框架下,提供有限的服务,原生最典型的插件就是Haproxy,其有诸多缺点:

功能上不支持UDP,不支持POP/SMTP等邮件协议,不支持扩展功能,重载配置的时候需要重启进程,不支持HTTP缓存也限制了其提供Web服务的能力

性能上由于其框架的限制,多进程支持不够友好,在大并发,高流量的时候存在瓶颈

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原生Haproxy插件不支持高可用,不支持多规格服务,无法动态扩容,缺乏云上相关产品、工具、服务等周边


所以原生的Haproxy更多的是作为一个基于Lbaasv2框架的参考实现存在于组件里,或者满足一些没有自主研发能力,需求不是很严格,但是急需相关软负载均衡服务的云场景。但是真正要提供商业化的负载均衡服务,其可运维能力,监控告警能力,高可用能力等等,都是极其重要的,仅依靠一个开源插件是远达不到要求的。而在OpenStack环境中,基于Lbaasv2框架,参考Haproxy自研Plugin驱动,提供完善的周边工具的方案,成为了云上部署开源负载均衡服务的最佳选择。

我们的方案

经过前期调研和讨论,我们发现LVS在性能上具有得天独厚的优势,但是其只支持四层负载,无法完全满足需求,如用户的HTTP、HTTPS场景,迫切需要提供七层负载均衡的能力。那LVS+Haproxy是否满足需求呢?鉴于上文提到的Haproxy的缺点,我们选择寻找替代方案。而Nginx在社区的活跃度,功能完善程度上,远超Haproxy,经过一系列测试,完全可以满足我们的需求,所以一致决定选择采用LVS+Nginx搭配来提供软负载均衡四层加七层的服务。

业务架构

BC-SLB-C 的业务架构图如下,可以提供四层和七层负载均衡服务:

四层采用LVS + Keepalived的方式实现负载均衡,默认采用主备集群模式,可以根据业务需求灵活配置LVS实例数量,比如采取一主多备的集群模式,进一步提升系统的高可用性。

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七层采用Nginx实现负载均衡,并根据云计算场景需求进行了个性化配置,添加了很多高级功能和调优配置,可以根据业务需求横向动态扩展Nginx实例数量,提升集群服务性能。


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图1 业务架构


灵活部署

BC-SLB-C 可以根据用户选择的规格灵活配置Nginx集群实例数量,在业务高峰时可以动态扩展负载均衡实例数量以满足高并发需求,用户也可以根据需要增加后端云主机实例数量,当需求减少时,可以缩减后端云主机实例以降低成本。

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图2 灵活扩展


以上方案经过我们的优化测试,性能并不低于开源负载均衡,而且兼容所有的Lbaasv2接口,配合自主研发的运维监控工具,在技术上,而且架构灵活,支持高可用,已经可以涵盖支持绝大多数商业负载均衡产品的功能。

性能表现

BC-SLB-C 基于开源的驱动性能如何,我们看下对比:

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图3 性能对比


带宽上Haproxy只有不到700Mbps,阿里云为1.4Gbps,而BC-SLB-C可以达到2.1Gbps左右,已经远超开源Haproxy,甚至超过阿里云(带宽KB*8/1024)。

QPS上Haproxy只有26084,阿里云在37699左右,而BC-SLB-C通过调优Nginx和内核参数,达到了61044,远远超过了阿里云。


以上图数据由wrk在内网环境测得,由于使用LVS 加Nginx的方案,只要LVS不存在瓶颈,通过对Nginx节点调优或者增加节点,还可以达到更高。

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未来思考

OpenStack的组件版本众多,如何在多版本之间提供支持,快速兼容,需要把网络,SDN,接口层都考虑进去提供统一的操作方案。而云上考虑的不仅仅是负载均衡功能、性能,在运维、监控、告警、可配置性等方面,都需要支持并完善。下一步我们计划继续对标主流的厂商如阿里云,提供多规格的负载均衡服务,在系统加速,网络加速,物理机支持等方向进行重点突破。

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结语

BC-SLB-C由操作系统组-大云负载均衡团队负责开发,欢迎有志之士加入我们的团队,共同参与云上软负载均衡的开发,探索实现更多的可能。


简历可发至tanyuehui@cmss.chinamobile.com

扫码↓加微信了解更多。 

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