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高并发必备,5种负载均衡的方法,全了解月薪得2万+以上了吧

2019-12-28 11:31| 投稿: |来自:


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摘要: 在软件架构设计过程中,解决软件高并发问题,软件可用性,及软件伸缩性等,最好的解决方案就是服务器进行集群,然后负载均衡转发了。那么负载均衡有哪几种方案可供选择,各自的又有什么优缺点了?一、HTTP重定向负载均衡HTTP重定向服务器是一台 普通的应用服务器,其唯一的功能就是根据用户的HTTP请求 ...

在软件架构设计过程中,解决软件高并发问题,软件可用性,及软件伸缩性等,最好的解决方案就是服务器进行集群,然后负载均衡转发了。那么负载均衡有哪几种方案可供选择,各自的又有什么优缺点了?

一、HTTP重定向负载均衡

HTTP重定向服务器是一台 普通的应用服务器,其唯一的功能就是根据用户的HTTP请求计算一台真实的Web服务器地址,并将该Web服务器地址写入HTTP重定向响应中(响应状态码302 )返回给用户浏览器,浏览器再根据响应的地址进行请求。



这种负载均衡方案的优点是比较简单。缺点是浏览器需要两次请求服务器才能完成一次访问,性能较差;重定向服务器自身的处理能力有可能成为瓶颈,整个集群的伸缩性规模有限;使用HTTP302响应码重定向,有可能使搜索引擎判断为SEO作弊,降低搜索排名。因此实践中使用这种方案进行负载均衡的案例并不多见。


二、DNS域名解析负载均衡

这是利用DNS处理域名解析请求的同时进行负载均衡处理的一种方案,在DNS服务器中配置多个A记录,如: www.mysite.com IN A 114.100.80.1、www.mysite.com IN A 114.100.80.2、www.mysite.com IN A 114. 100.80.3。每次域名解析请求都会根据负载均衡算法计算一个不同的IP地址返回,这样A记录中配置的多个服务器就构成一个集群, 并可以实现负载均衡。



DNS域名解析负载均衡的优点是将负载均衡的工作转交给DNS,省掉了网站管理维护负载均衡服务器的麻烦,同时许多DNS还支持基于地理位置的域名解析,即会将域名解析成距离用户地理最近的一个服务器地址,这样可加快用户访问速度,改善性能。

但是DNS域名解析负载均衡也有缺点,就是目前的DNS是多级解析,每一-级DNS都可能缓存A记录,当下线某台服务器后,即使修改了DNS的A记录,要使其生效也需要较长时间,这段时间,DNS依然会将域名解析到已经下线的服务器,导致用户访问失败;而且DNS负载均衡的控制权在域名服务商那里,网站无法对其做更多改善和更强大的管理。

事实上,大型网站总是部分使用DNS域名解析,利用域名解析作为第一级负载均衡手段,即域名解析得到的一组服务器并不是实际提供Web服务的物理服务器,而是同样提供负载均衡服务的内部服务器,这组内部负载均衡服务器再进行负载均衡,将请求分发到真实的Web服务器上。


三、反向代理负载均衡

通过代向代理服务器,管理一组Web服务器,将请求根据负载均衡算法转发到不同Web服务器上。Web 服务器处理完成的响应也需要通过反向代理服务器返回给用户。由于Web服务器不直接对外提供访问,因此Web服务器不需要使用外部IP地址,而反向代理服务器则需要配置双网卡和内部外部两套IP地址。

由于反向代理服务器转发请求在HTTP协议层面,因此也叫应用层负载均衡。其优点是和反向代理服务器功能集成在一起,部署简单。缺点是反向代理服务器是所有请求和响应的中转站,其性能可能会成为瓶颈,不过对于一些并发量不是特别大的网站够用了。



四、IP负载均衡

IP负载均衡在网络层通过修改请求目标地址进行负载均衡,用户请求数据包到达负载均衡服务器后,负载均衡服务器在操作系统内核进程获取网络数据包,根据负载均衡算法计算得到一台真实Web服务器, 然后将数据目的IP地址修改为真实Web服务器, 不需要通过用户进程处理。真实Web应用服务器处理完成后,响应数据包回到负载均衡服务器,负载均衡服务器再将数据包源地址修改为自身的IP地址发送给用户浏览器。



IP 负载均衡在内核进程完成数据分发,较反向代理负载均衡(在应用程序中分发数据)有更好的处理性能。但是由于所有请求响应都需要经过负载均衡服务器,集群的最大响应数据吞吐量不得不受制于负载均衡服务器网卡带宽。对于提供下载服务或者视频服务等需要传输大量数据的网站而言,难以满足需求。能不能让负载均衡服务器只分发请求,而使响应数据从真实物理服务器直接返回给用户呢?


五、数据链路层负载均衡

顾名思义,数据链路层负载均衡是指在通信协议的数据链路层修改mac地址进行负载均衡,如图6.9所示。

这种数据传输方式又称作三角传输模式,负载均衡数据分发过程中不修改IP地址,只修改目的mac地址,通过配置真实物理服务器集群所有机器虚拟IP和负载均衡服务器IP地址一致,从而达到不修改数据包的源地址和目的地址就可以进行数据分发的目的,由于实际处理请求的真实物理服务器IP和数据请求目的IP一致,不需要通过负载均衡服务器进行地址转换,可将响应数据包直接返回给用户浏览器,避免负载均衡服务器网卡带宽成为瓶颈。这种负载均衡方式又称作直接路由方式(DR )。

使用三角传输模式的链路层负载均衡是目前大型网站使用最广的一种负载均衡手段。如HAproxy,LVS等都是采用这种策略。




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