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双机热备、HA和负载均衡的区别以及应用场景

2024-08-22 15:21
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        双机热备是对于重要的服务如使用两台服务器,互相备份,共同执行同一服务。当一台服务器出现故障时,可以由另一台服务器承担服务任务,从而在不需要人工干预的情况下,自动保证系统能持续提供服务。
        双机热备由备用的服务器解决了在主服务器故障时服务不中断的问题。但在实际应用中,可能会出现多台服务器的情况,即服务器集群。
        双机热备一般情况下需要有共享的存储设备。但某些情况下也可以使用两台独立的服务器。
        双机热备特指基于active/standby方式的服务器热备。服务器数据包括数据库数据同时往两台或多台服务器写,或者使用一个共享的存储设备。在同一时间内只有一台服务器运行。当其中运行着的一台服务器出现故障无法启动时,另一台备份服务器会通过软件诊测(一般是通过心跳诊断)将standby机器激活,保证应用在短时间内完全恢复正常使用。
        我们可以通过典型的双机热备软件PCL HA来看一下双机热备的典型模式:
        -Active/Active模式
        -Active/Standby模式
        而实际上,双机热备可能会扩展为多机的集群:多机集群模式
        双机热备一般都是用于有数据库或其他数据的应用。而对于其他数据处理的服务如,交换机、路由、以及防火墙等同时对外服务的设备,可纳入负载均衡范畴。
        HA和负载均衡的区别
        一般所讲的HA基本都是采用主备模式工作,其中一台工作,另外一台是备用设备,只有主设备出现故障或人为切换,另外一台备用设备才会工作,当然HA也有双主的部署方式。
        负载均衡可以说是把两台或多台设备做到同时对外提供服务,在所有设备都工作的时候,且是互为备份的状态,达到设备利用率最优的状态。
 
        HA主备路由模式的原理 + HA和负载均衡的区别
        HA主备路由模式的原理: HA是High Availability缩写,即高可用性 ,可防止网络中由于单个防火墙的设备故障或网络故障导致网络中断,保证网络服务的连续性和安全强度。目前,ha功能已经是防火墙内一个重要组成部分。
        主备模式(Active-standby):在一个冗余组中,有两台防火墙,一台处于主状态。在这个状态下,防火墙响应ARP请求,并且转发网络流量;另一台处于备份状态,该防火墙不响应ARP请求,也不转发网络流量。主备之间同步状态信息,当主墙down机或网线故障时,进行主备切换。
        主主模式(Active-active): 在一个冗余组中,有两台防火墙,两台都处于主状态。两台防火墙都响应ARP请求,并且转发网络流量;主主之间同步状态信息,当一主墙down机或网线故障时,进行切换,由另一主墙转发网络流量。提高了数据包处理的吞吐量,平衡了网络负载,优化了网络性能。
        NGFW的HA功能只支持两台设备。在nat/路由模式和桥接模式下支持主主和主备两种工作模式。HA功能要求两台设备的型号相同、组网方式相同、软件版本一致。在以上条件不一致的情况下,HA功能有可能失效。
        两台HA设备之间同步信息和通讯信息采用专用的以太网口,称为HA接口。HA接口连接方式为直连。为了维护HA状态的正确性和报文同步,必须妥善维护接口的连接。HA接口的任何中断都可能导致不可预测的后果:比如两台设备可能同时工作状态(处于主备工作状态时),若重新连接之后,两台设备重新开始HA启动过程。
 
        HA和负载均衡的区别用途主要在于解决不同的问题
        ‌‌HA(高可用性)和‌负载均衡的主要区别在于它们解决的问题不同:HA主要解决系统的可靠性和故障恢复问题,而负载均衡则关注于优化系统性能和资源利用。‌
 
        HA(高可用性)
        ‌核心功能‌:确保系统的高可用性,通过设置主备系统(Master-Backup)来避免单点故障,提高系统的可靠性和稳定性。
        ‌应用场景‌:适用于对系统可用性要求极高的场景,如金融交易系统、医院信息系统等。
        ‌实现方式‌:通过技术手段实现部分流量负载分担功能,如HSRP/vrrp/glp等技术。
        负载均衡
        ‌核心功能‌:优化系统性能和资源利用,通过算法将请求分发到多个服务器上,以平衡负载,提高系统的吞吐量和响应速度。
        ‌应用场景‌:适用于需要处理大量并发请求的场景,如大型网站、在线购物平台等。
        ‌实现方式‌:可以通过网络层面的技术(如端口聚合、多路径)或应用层面的专用负载均衡设备实现。
 
‌        根据需求选择‌:如果系统的主要需求是提高系统的可靠性和故障恢复能力,应选择HA方案。如果主要目标是优化性能和资源利用,则应选择负载均衡方案。某些复杂系统中,可以结合使用HA和负载均衡技术,以提高系统的整体性能和可靠性。
        HA和负载均衡虽然都是为了提高系统的性能和可靠性,但它们解决的问题和应用的场景有所不同。根据实际需求选择合适的技术是关键。在实际应用中,有时可以将这两种技术结合使用,以达到更好的系统性能和可靠性。
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