負載均衡(Load Balance，簡稱LB)是一種伺服器或網絡裝置的叢集技術。負載均衡将特定的業務(網絡服務、網絡流量等)分擔給多個伺服器或網絡裝置，進而提高了業務處理能力，保證了業務的高可用性。負載均衡基本概念有：實服務、實服務組、虛服務、排程算法、持續性等，其常用應用場景主要是伺服器負載均衡，鍊路負載均衡。......
負載均衡(Load Balance，簡稱LB)是一種伺服器或網絡裝置的叢集技術。負載均衡将特定的業務(網絡服務、網絡流量等)分擔給多個伺服器或網絡裝置，進而提高了業務處理能力，保證了業務的高可用性。負載均衡基本概念有：實服務、實服務組、虛服務、排程算法、持續性等，其常用應用場景主要是伺服器負載均衡，鍊路負載均衡。
一 伺服器負載均衡
伺服器負載均衡根據LB裝置處理到的封包層次，分為四層伺服器負載均衡和七層負載均衡，四層處理到IP包的IP頭，不解析封包四層以上載荷(L4 SLB);七層處理到封包載荷部分，比如HTTP，RTSP，SIP封包頭，有時也包括封包内容部分(L7 SLB)。
1.四層伺服器負載均衡技術
用戶端将請求發送給伺服器群前端的負載均衡裝置，負載均衡裝置上的虛服務接收用戶端請求，通過排程算法，選擇真實伺服器，再通過網絡位址轉換，用真實伺服器位址重寫請求封包的目标位址後，将請求發送給標明的真實伺服器;真實伺服器的響應封包通過負載均衡裝置時，封包的源位址被還原為虛服務的VSIP，再傳回給客戶，完成整個負載排程過程。封包互動流程如下：
NAT方式的伺服器負載均衡封包互動流程圖封包互動流程說明：
(1)Host發送服務請求封包，源IP為Host IP、目的IP為VSIP
(2)LB Device接收到請求封包後，借助排程算法計算出應該将請求分發給哪台Server
(3)LB Device使用DNAT技術分發封包，源IP為Host IP、目的IP為Server IP
(4)Server接收并處理請求封包，傳回響應封包，源IP為Server IP、目的IP為Host IP
(5)LB Device接收響應封包，轉換源IP後轉發，源IP為VSIP、目的IP為Host IP
2.七層伺服器負載均衡技術
七層負載均衡和四層負載均衡相比，隻是進行負載均衡的依據不同，而選擇确定的實伺服器後，所做的處理基本相同，下面以HTTP應用的負載均衡為例來說明。
由于在TCP握手階段，無法獲得HTTP真正的請求内容，是以也就無法将客戶的TCP握手封包直接轉發給伺服器， 必須由負載均衡裝置先和客戶完成TCP握手，等收到足夠的七層内容後，再選擇伺服器，由負載均衡裝置和所選伺服器建立TCP連接配接。
七層負載均衡組網和四層負載均衡組網有一個顯著的差別：四層負載均衡每個虛服務對應一個實服務組，實服務組内的所有實伺服器提供相同的服務;七層負載均衡每個虛服務對應多個實服務組，每組實伺服器提供相同的服務。根據封包内容選擇對應的實服務組，然後根據實服務組排程算法選擇某一個實伺服器。
七層負載均衡組網圖
上圖中描述了基于HTTP的URI目錄資訊進行的七層負載均衡部署，封包互動流程圖如下：
七層負載均衡封包互動流程圖封包互動流程說明：
(1)-(3)：Client和LB建立TCP連接配接;
(4)：Client發送HTTP請求，目的IP為虛IP;
(5)：LB裝置分析封包，根據排程算法選擇實伺服器，注意此時會緩存該封包;
(6)：LB裝置向實伺服器發Syn封包，序列号為Client的Syn封包序列号
(7)：Server發送Syn/Ack封包，目的IP為Client;
(8)：LB接收Server的Syn/Ack封包後，回應ACK封包
(9)：修改步驟(5)中緩存的封包目的IP和TCP序列号，然後發給Server;
(10)：Server發送響應封包到LB;
(11)：LB修改步驟(9)中的封包的源位址和TCP序列号後轉發給Client。
二 鍊路負載均衡
在企業網、營運商鍊路出口需要部署LB裝置以優化鍊路選擇，提升通路體驗，鍊路負載均衡按照流量發起方向分為Inbound負載均衡和Outbound負載均衡
1.Inbound入方向負載均衡
Inbound負載均衡技術是DNS智能解析的一種，外網使用者通過域名通路内部伺服器時，Local DNS的位址解析請求到達LB裝置，LB根據對Local DNS的就近性探測結果響應一個最優的IP位址，外網使用者根據這個最優的IP響應進行對内部伺服器的通路。
Inbound鍊路負載均衡組網圖
入方向負載均衡
流程簡述如下：
(1)外部使用者進行資源通路前先進行DNS解析，向其本地DNS伺服器發送DNS請求。
(2)本地DNS伺服器将DNS請求的源IP位址替換為自己的IP位址，并轉發給域名對應的權威伺服器——LB device。
(3)LB device根據DNS請求的域名和配置的Inbound鍊路負載均衡規則進行域名解析。
(4)LB device按照域名解析的結果，将DNS應答發送給本地DNS伺服器。
(5)本地DNS伺服器将解析結果轉發給使用者。
(6)使用者使用解析結果選擇的鍊路，直接對LB device進行資源通路。
2.Outbound出方向負載均衡
内網使用者通路Internet上其他伺服器。 Outbound鍊路負載均衡中VSIP為内網使用者發送封包的目的網段。使用者将通路VSIP的封包發送到負載均衡裝置後，負載均衡裝置依次根據政策、持續×××、就近性算法、排程算法選擇最佳的鍊路，并将内網通路外網的業務流量分發到該鍊路。
Outbound鍊路負載均衡組網圖
Outbound負載均衡封包互動流程如下：
Outbound 鍊路負載均衡流程圖
Outbound負載均衡封包互動流程說明：
(1)LB Device接收内網使用者流量 -
(2)LB Device依次根據政策、持續×××、就近性算法、排程算法進行鍊路選擇 在Outbound鍊路負載均衡組網中，通常使用就近性算法或帶寬排程算法實作流量分發
(3)LB device按照鍊路選擇的結果将流量轉發給標明的鍊路 -
(4)LB Device接收外網使用者流量 -
(5)LB Device将流量轉發給内網使用者
三 負載均衡優化及應用
1.TCP連接配接複用
連接配接複用功能通過使用連接配接池技術，可以将前端大量的客戶的HTTP請求複用到後端與伺服器建立的少量的TCP長連接配接上，大大減小伺服器的性能負載，減小與伺服器之間建立TCP連接配接所帶來的延時，并最大限度減少後端伺服器的并發連接配接數，降低伺服器的資源占用。
TCP連接配接複用示意圖上圖給出了TCP連接配接複用的簡單過程描述。由Client端發送的Req1/ Req2/ Req3三個HTTP請求，經過LB裝置後，複用了LB裝置和Server端已經建立好的連接配接，将Client端的三個請求通過兩個TCP連接配接發送給了伺服器端。
2.SSL解除安裝
為了避免明文傳輸出現的安全問題，對于敏感資訊，一般采用SSL協定，如HTTPS，對HTTP協定進行加密，以保證整個HTTP傳輸過程的安全性。SSL是需要耗費大量CPU資源的一種安全技術，如果由後端的伺服器來承擔，則會消耗很大的處理能力。應用傳遞裝置為了提升使用者的體驗，分擔伺服器的處理壓力，将SSL加解密集中在自身的處理上，相對于伺服器來說LB能提供更高的SSL處理性能，還能夠簡化對證書的管理，減少日常管理的工作量，LB的該功能又稱為SSL解除安裝。
下圖中Client端發送給Server的所有的HTTPS流量都被LB裝置終結，LB裝置将SSL終結後，與Server之間可采用HTTP或者弱加密的HTTPS進行通訊。LB裝置承擔了SSL的解除安裝工作，進而極大的減小了伺服器端對SSL處理的壓力，将伺服器的處理能力釋放出來，更加專注于處理伺服器本身承擔的業務邏輯。
SSL解除安裝示意圖
SSL解除安裝的處理流程如下：
SSL解除安裝過程
(1)用戶端向伺服器端發送SSL握手請求。
(2)LB裝置作為中間的解除安裝裝置，代替伺服器端和用戶端互動，完成SSL握手過程。
(3)用戶端發送SSL加密後的請求資料。
(4)LB裝置解密資料。
(5)LB裝置将解密後的明文發送給Server。
(6)伺服器傳回給LB裝置回應封包。
(7)LB裝置将傳回的應答封包加密。
(8)LB裝置将加密後的應答封包傳給用戶端。
3.DRX雲環境應用傳遞
業務負載監控平台通過H3C負載均衡裝置的參數設定和監控可以動态感覺業務負載變化，并通知雲管理平台動态調整業務資源。由此實作使用者業務資源的實時動态調整、業務資源優化調配。
當業務負載監控平台發現業務資源需要調整時：業務負載超限—增加資源;業務資源過剩——回收資源，雲管理平台通過自動建立、啟動或者删除停止虛拟機的方式為業務進行資源動态調整。