什么是負(fù)載均衡？有啥優(yōu)缺點(diǎn)？

一、什么是負(fù)載均衡

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負(fù)載均衡（Load Balance）其意思就是分?jǐn)偟蕉鄠€操作單元上進(jìn)行執(zhí)行，例如Web服務(wù)器、FTP服務(wù)器、企業(yè)關(guān)鍵應(yīng)用服務(wù)器和其它關(guān)鍵任務(wù)服務(wù)器等，從而共同完成工作任務(wù)。

單從字面上的意思來理解就可以解釋N臺服務(wù)器平均分擔(dān)負(fù)載，不會因為某臺服務(wù)器負(fù)載高宕機(jī)而某臺服務(wù)器閑置的情況。那么負(fù)載均衡的前提就是要有多臺服務(wù)器才能實現(xiàn)，也就是兩臺以上即可。

負(fù)載均衡建立在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之上，它提供了一種廉價有效透明的方法擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器的帶寬、增加吞吐量、加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力、提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可用性。

二、負(fù)載均衡的優(yōu)點(diǎn)

減少服務(wù)器的壓力，將原本一臺服務(wù)器索要承受的訪問量分給多臺，并提高項目的可用性，當(dāng)一臺服務(wù)器掛掉的時候不會導(dǎo)致項目癱瘓。

三、四層負(fù)載均衡和七層負(fù)載均衡

?

四層負(fù)載均衡工作在OSI模型的傳輸層，主要工作是轉(zhuǎn)發(fā)，它在接收到客戶端的流量以后通過修改數(shù)據(jù)包的地址信息將流量轉(zhuǎn)發(fā)到應(yīng)用服務(wù)器。

七層負(fù)載均衡工作在OSI模型的應(yīng)用層，因為它需要解析應(yīng)用層流量，所以七層負(fù)載均衡在接到客戶端的流量以后，還需要一個完整的TCP/IP協(xié)議棧。七層負(fù)載均衡會與客戶端建立一條完整的連接并將應(yīng)用層的請求流量解析出來，再按照調(diào)度算法選擇一個應(yīng)用服務(wù)器，并與應(yīng)用服務(wù)器建立另外一條連接將請求發(fā)送過去，因此七層負(fù)載均衡的主要工作就是代理。 七層負(fù)載均衡 也稱為“內(nèi)容交換”，也就是主要通過報文中的真正有意義的應(yīng)用層內(nèi)容，再加上負(fù)載均衡設(shè)備設(shè)置的服務(wù)器選擇方式，決定最終選擇的內(nèi)部服務(wù)器。

七層負(fù)載均衡的優(yōu)點(diǎn)：這種方式可以對客戶端的請求和服務(wù)器的響應(yīng)進(jìn)行任意意義上的修改，極大的提升了應(yīng)用系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)層的靈活性；安全性高。

服務(wù)器集群和服務(wù)器負(fù)載均衡有什么區(qū)別?

服務(wù)器集群：

服務(wù)器集群就是指將很多服務(wù)器集中起來一起進(jìn)行同一種服務(wù)，在客戶端看來就像是只有一個服務(wù)器。集群可以利用多個計算機(jī)進(jìn)行并行計算從而獲得很高的計算速度，也可以用多個計算機(jī)做備份，從而使得任何一個機(jī)器壞了整個系統(tǒng)還是能正常運(yùn)行。

服務(wù)器負(fù)載均衡：

負(fù)載均衡

（Load

Balancing）

建立在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之上，它提供了一種廉價有效透明的方法擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器的帶寬、增加吞吐量、加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力、提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可用性。

分布式服務(wù)器：

所謂分布式資源共享服務(wù)器就是指數(shù)據(jù)和程序可以不位于一個服務(wù)器上，而是分散到多個服務(wù)器，以網(wǎng)絡(luò)上分散分布的地理信息數(shù)據(jù)及受其影響的數(shù)據(jù)庫操作為研究對象的一種理論計算模型服務(wù)器形式。分布式有利于任務(wù)在整個計算機(jī)系統(tǒng)上進(jìn)行分配與優(yōu)化，克服了傳統(tǒng)集中式系統(tǒng)會導(dǎo)致中心主機(jī)資源緊張與響應(yīng)瓶頸的缺陷，解決了網(wǎng)絡(luò)GIS

中存在的數(shù)據(jù)異構(gòu)、數(shù)據(jù)共享、運(yùn)算復(fù)雜等問題，是地理信息系統(tǒng)技術(shù)的一大進(jìn)步。

這個三種架構(gòu)都是常見的服務(wù)器架構(gòu)，集群的主要是IT公司在做，可以保障重要數(shù)據(jù)安全；負(fù)載均衡主要是為了分擔(dān)訪問量，避免臨時的網(wǎng)絡(luò)堵塞，主要用于電子商務(wù)類型的網(wǎng)站；分布式服務(wù)器主要是解決跨區(qū)域，多個單個節(jié)點(diǎn)達(dá)到高速訪問的目前，一般是類似CDN的用途的話，會采用分布式服務(wù)器。

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負(fù)載均衡服務(wù)器有什么優(yōu)缺點(diǎn)

隨著網(wǎng)站、應(yīng)用訪問量的增加，一臺服務(wù)器租用已經(jīng)不能滿足應(yīng)用的需求，而需要多臺服務(wù)器集群，這時就會用到負(fù)載均衡，那么負(fù)載均衡優(yōu)點(diǎn)有那些呢，壹基比小喻來說說

負(fù)載均衡設(shè)備優(yōu)勢

? 負(fù)載均衡優(yōu)化了訪問請求在服務(wù)器組之間的分配，消除了服務(wù)器之間的負(fù)載不平衡，從而提高了系統(tǒng)的反應(yīng)速度與總體性能；

? 負(fù)載均衡可以對服務(wù)器的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)運(yùn)行異常的服務(wù)器，并將訪問請求轉(zhuǎn)移到其它可以正常工作的服務(wù)器上，從而提高服務(wù)器組的可靠性采用了負(fù)均衡器器以后，可以根據(jù)業(yè)務(wù)量的發(fā)展情況靈活增加服務(wù)器，系統(tǒng)的擴(kuò)展能力得到提高，同時簡化了管理。

負(fù)載均衡器有多種多樣的形式，除了作為獨(dú)立意義上的負(fù)載均衡器外，有些負(fù)載均衡器集成在交換設(shè)備中，置于服務(wù)器與Internet鏈接之間，有些則以兩塊網(wǎng)絡(luò)適配器將這一功能集成到PC中，一塊連接到Internet上，一塊連接到后端服務(wù)器群的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上。

一般而言，硬件負(fù)載均衡在功能、性能上優(yōu)于軟件方式，不過成本昂貴。當(dāng)Web服務(wù)器為圖像服務(wù)、SSL（安全套接層）會話或數(shù)據(jù)庫事務(wù)而進(jìn)行優(yōu)化時，負(fù)載均衡器可以體現(xiàn)特別的價值。

當(dāng)需要進(jìn)行服務(wù)器升級或系統(tǒng)維護(hù)時，保證穩(wěn)定的服務(wù)器退出服務(wù)以避免服務(wù)中斷。當(dāng)選定某臺服務(wù)器要退出服務(wù)后，將不會將任何新的用戶分配到該服務(wù)器。但是，它可以要該服務(wù)器完成對當(dāng)前用戶的服務(wù)。從而保證了無中斷的優(yōu)質(zhì)服務(wù)，并且簡化了服務(wù)器群的管理。

智能的服務(wù)器服務(wù)恢復(fù)

將重新啟動的服務(wù)器應(yīng)用到服務(wù)中時，避免新服務(wù)器因突然出現(xiàn)的流量沖擊導(dǎo)致系統(tǒng)故障是非常重要的。所以，在將新服務(wù)器引入服務(wù)器群時，將逐漸地增加分配到該服務(wù)器的流量，直至達(dá)到其完全的處理能力。從而不僅保證用戶在服務(wù)器退出服務(wù)時，同時還保證服務(wù)器在啟動期間以及應(yīng)用程序開始時，均能獲得不間斷服務(wù)。

負(fù)載均衡概述及優(yōu)缺點(diǎn)對比

隨著用戶訪問的增多，一個應(yīng)用服務(wù)器不能滿足需求了，就需要部署多臺應(yīng)用服務(wù)器，通過負(fù)載均衡，將數(shù)據(jù)分發(fā)到不同的應(yīng)用服務(wù)器。

從作用來看，和緩存集群的分發(fā)很相似，但是有不同。緩存需要發(fā)送到特定的服務(wù)器。但是，由于應(yīng)用服務(wù)器是無狀態(tài)的，因此，負(fù)載均衡不用根據(jù)請求分發(fā)到特定服務(wù)器，發(fā)送到哪個應(yīng)用服務(wù)器都可以。

因此，負(fù)載均衡關(guān)注的技術(shù)焦點(diǎn)有兩個，分別是：網(wǎng)絡(luò)通信、路由選擇

網(wǎng)絡(luò)通信分為以下幾種方法。

負(fù)載均衡服務(wù)器什么都不做，重定向響應(yīng)

這種方法優(yōu)點(diǎn)是簡單，但是缺點(diǎn)也很明顯：

由于這些問題，這種方法，在現(xiàn)實中幾乎沒有人使用。

每次請求DNS解析到IP地址不同，從而訪問到不同到應(yīng)用服務(wù)器。

這種方法，性能方面沒有問題，雖然，還是2次http請求，但是不是每一次請求都需要域名解析，一次解析，ip就會記錄到本地。下次，直接訪問記錄的ip。因此，性能無問題。

但是，由于域名解析服務(wù)器解析出的ip，如果出錯，不會很快更新，且用戶已經(jīng)本地存儲了ip也不會很快改變。因此，采用這種方案時，需要兩級負(fù)載均衡。若應(yīng)用服務(wù)器出錯，在第二層負(fù)載均衡去掉。

對于安全性，現(xiàn)實使用時，該方法主要適用于兩層負(fù)載均衡的情況，DNS負(fù)載均衡用于第一層負(fù)載均衡，解析出來的是第二層負(fù)載均衡服務(wù)器，因此，脆弱的服務(wù)器還是可以在內(nèi)網(wǎng)中。淘寶、百度，不同時間ping，返回地址不同，意味著都是用了DNS負(fù)載均衡。

在應(yīng)用層進(jìn)行負(fù)載均衡，收到請求時，將請求轉(zhuǎn)發(fā)到內(nèi)網(wǎng)，再將收到的內(nèi)網(wǎng)響應(yīng)，返回給用戶。

nagix本身的反向代理服務(wù)器，就有該功能。一般應(yīng)用服務(wù)器是幾十臺，這種模式夠用，再多一些，會不夠用。因此，大一些的網(wǎng)站不會使用。

因為用的http請求協(xié)議，http比較重（比tcp的包重）。對反向代理服務(wù)器壓力很大，其通過應(yīng)用程序級別的線/進(jìn)程才能完成分發(fā)，還要等應(yīng)用服務(wù)器返回，因此，會有性能瓶頸。即使負(fù)載均衡做集群效率也低，因為后面的應(yīng)用服務(wù)器有限。

因此，可以應(yīng)用的規(guī)模很有限。

負(fù)載均衡服務(wù)器，和反向代理負(fù)載均衡原理相同，但是是在tcp層，修改包中源地址和目標(biāo)地址，并發(fā)送到內(nèi)網(wǎng)，收到響應(yīng)后，再修改目標(biāo)地址和原地址，返回給用戶。

因為，負(fù)載均衡服務(wù)器處理的是ip那一層包，因此，處理能力可以提高。

但是，這種方法，請求和響應(yīng)都通過了負(fù)載均衡，尤其是響應(yīng)一般比較大。響應(yīng)出口網(wǎng)絡(luò)帶寬會成為瓶頸。

數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)載均衡，IP地址不變，只修改網(wǎng)卡MAC地址。應(yīng)用服務(wù)器和負(fù)載均衡服務(wù)器共享一個虛擬ip。因為ip沒有被修改過，tcp/ip協(xié)議還是通的，可以通過校驗。又由于目的地址的mac地址改變了，因此，處理響應(yīng)不用再經(jīng)過負(fù)載均衡服務(wù)器。

大型互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用主要使用的負(fù)載均衡方案，也稱為負(fù)載均衡的三角模式。

輪詢

....

該方案已經(jīng)被淘汰的。

通過session復(fù)制的方式，集群規(guī)模會受限制，復(fù)制不過來。做集群就是因為用戶請求多，請求多，session也多，如果每個都有所有的session，對服務(wù)器壓力很大。

來自相同的ip，總是到同一個應(yīng)用服務(wù)器。這種方法也很快就淘汰了。

因為，會話需要會話關(guān)閉，如果因為發(fā)布程序，kill進(jìn)程，session丟失。系統(tǒng)的可用性會下降。

發(fā)請求時，帶cookie發(fā)送服務(wù)器，session記錄的cookie中，返回給瀏覽器。任何一臺服務(wù)器可以重cookie里得到session。

缺點(diǎn)：cookie變大，網(wǎng)絡(luò)開銷有影響。且有些瀏覽器禁用cookie，不好用。

早期使用的這個方案。缺點(diǎn)明顯，但是生命力強(qiáng)。

對服務(wù)器架構(gòu)要求很低。