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負載均衡常用方式

負載均衡建立在現有網絡結構之上,它提供了一種廉價有效透明的方法擴充網絡裝置和伺服器的帶寬、增加吞吐量、加強網絡資料處理能力、提高網絡的靈活性和可用性。

一、HTTP重定向

當使用者發來請求的時候,Web伺服器通過修改HTTP響應頭中的Location标記來傳回一個新的url,然後浏覽器再繼續請求這個新url,實際上就是頁面重定向。通過重定向,來達到“負載均衡”的目标。例如,我們在下載下傳PHP源碼包的時候,點選下載下傳連結時,為了解決不同國家和地域下載下傳速度的問題,它會傳回一個離我們近的下載下傳位址。這個重定向非常容易實作,并且可以自定義各種政策。但是,它在大規模通路量下,性能不佳。而且,給使用者的體驗也不好,實際請求發生重定向,增加了網絡延時。

二、DNS負載均衡

DNS(Domain

Name System)負責域名解析的服務,域名url實際上是伺服器的别名,實際映射是一個IP位址,解析過程,就是DNS完成域名到IP的映射。而一個域名是可以配置成對應多個IP的。是以,DNS也就可以作為負載均衡服務。這種負載均衡政策,配置簡單,性能極佳。但是,不能自由定義規則,而且,變更被映射的IP或者機器故障時很麻煩,還存在DNS生效延遲的問題。

三、DNS/GSLB負載均衡

我們常用的CDN(Content

Delivery Network,内容分發網絡)實作方式,其實就是在同一個域名映射為多IP的基礎上更進一步,通過GSLB(Global Server Load Balance,全局負載均衡)按照指定規則映射域名的IP。一般情況下都是按照地理位置,将離使用者近的IP傳回給使用者,減少網絡傳輸中的路由節點之間的跳躍消耗。CDN在Web系統中,一般情況下是用來解決大小較大的靜态資源(html/Js/Css/圖檔等)的加載問題,讓這些比較依賴網絡下載下傳的内容,盡可能離使用者更近,提升使用者體驗。這種方式,和前面的DNS負載均衡一樣,不僅性能極佳,而且支援配置多種政策。但是,搭建和維護成本非常高。網際網路一線公司,會自建CDN服務,中小型公司一般使用第三方提供的CDN。四、路由負載均衡

  基于OSPF等價負載均衡、NAT位址轉換負載等,還有一些路由器支援制定一些政策來實作負載均衡。

五、基于IP負載均衡

IP負載均衡服務是工作在網絡層(修改IP)和傳輸層(修改端口,第四層),比起工作在應用層(第七層)性能要高出非常多。原理是,他是對IP層的資料包的IP位址和端口資訊進行修改,達到負載均衡的目的。這種方式,也被稱為“四層負載均衡”。常見的負載均衡方式,是LVS(Linux

Virtual Server,Linux虛拟服務),通過IPVS(IP Virtual Server,IP虛拟服務)來實作。P負載均衡的性能要高出Nginx的反向代理很多,它隻處理到傳輸層為止的資料包,并不做進一步的組包,然後直接轉發給實際伺服器。不過,它的配置和搭建比較複雜。

六、反向代理負載均衡

反向代理服務的核心工作主要是轉發HTTP請求,扮演了浏覽器端和背景Web伺服器中轉的角色。因為它工作在HTTP層(應用層),也就是網絡七層結構中的第七層,是以也被稱為“七層負載均衡”。可以做反向代理的軟體很多,比較常見的是Nginx、HAProxy。

Nginx是一種非常靈活的反向代理軟體,可以自由定制化轉發政策,配置設定伺服器流量的權重等。反向代理中,常見的一個問題,就是Web伺服器存儲的session資料,因為一般負載均衡的政策都是随機配置設定請求的。同一個登入使用者的請求,無法保證一定配置設定到相同的Web機器上,會導緻無法找到session的問題。

解決方案主要有兩種:

1)配置反向代理的轉發規則,讓同一個使用者的請求一定落到同一台機器上(通過分析cookie),複雜的轉發規則将會消耗更多的CPU,也增加了代理伺服器的負擔。

2)将session這類的資訊,專門用某個獨立服務來存儲,例如Redis/memchache,這個方案是比較推薦的。

反向代理服務,也是可以開啟緩存的,如果開啟了,會增加反向代理的負擔,需要謹慎使用。這種負載均衡政策實作和部署非常簡單,而且性能表現也比較好。但是,它有“單點故障”的問題,如果挂了,會帶來很多的麻煩。而且,到了後期Web伺服器繼續增加,它本身可能成為系統的瓶頸。

除了負載均衡,若要提高網站的高并發、高可用、高性能還有很多方面可以做,如:

1.前端靜态檔案壓縮、緩存、及頁面靜态化

2.資料的緩存,如:redis、memcached等

3.提高大資料分析、計算處理能力

4.資料庫的叢集,水準、垂直切分

5.系統的優化

等等。。。

關注90後夢想大師,夢想從未止步.