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服务器知识负载均衡实现方案

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负载均衡实现方案有什么?负载均衡建立在现有网络结构之上,它提供了一种廉价有效透明的方法扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。

DNS域名解析负载均衡(延迟)

利用DNS处理域名解析请求的同时进行负载均衡是另一种常用的方案。在DNS服务器中配置多个A记录,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工作交给DNS,省略掉了网络管理的麻烦,缺点就是DNS可能缓存A记录,不受网站控制。事实上,大型网站总是部分使用DNS域名解析,作为第一级负载均衡手段,然后再在内部做第二级负载均衡。

数据链路层负载均衡(LVS)

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。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地址一样,从而达到负载均衡,这种负载均衡方式又称为直接路由方式(DR)。

使用三角传输模式的链路层负载均衡是目前大型网站所使用的最广的一种负载均衡手段。在linux平台上最好的链路层负载均衡开源产品是LVS(linux virtual server)。

IP负载均衡(SNAT)

IP负载均衡:即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行获取网络数据包,根据负载均衡算法计算得到一台真实的WEB服务器地址,然后将数据包的IP地址修改为真实的WEB服务器地址,不需要通过用户进程处理。真实的WEB服务器处理完毕后,相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。

这里的关键在于真实WEB服务器相应数据包如何返回给负载均衡服务器,一种是负载均衡服务器在修改目的IP地址的同时修改源地址,将数据包源地址改为自身的IP,即源地址转换(SNAT),另一种方案是将负载均衡服务器同时作为真实物理服务器的网关服务器,这样所有的数据都会到达负载均衡服务器。

IP负载均衡在内核进程完成数据分发,较反向代理均衡有更好的处理性能。但由于所有请求响应的数据包都需要经过负载均衡服务器,因此负载均衡的网卡带宽成为系统的瓶颈。

HTTP重定向负载均衡(少见)

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服务器地址,并将真实的服务器地址写入HTTP重定向响应中(响应状态吗302)返回给浏览器,然后浏览器再自动请求真实的服务器。

这种负载均衡方案的优点是比较简单,缺点是浏览器需要每次请求两次服务器才能拿完成一次访问,性能较差;使用HTTP302响应码重定向,可能是搜索引擎判断为SEO作弊,降低搜索排名。重定向服务器自身的处理能力有可能成为瓶颈。因此这种方案在实际使用中并不见多。

反向代理负载均衡(nginx)

传统代理服务器位于浏览器一端,代理浏览器将HTTP请求发送到互联网上。而反向代理服务器则位于网站机房一侧,代理网站web服务器接收http请求。反向代理的作用是保护网站安全,所有互联网的请求都必须经过代理服务器,相当于在web服务器和可能的网络攻击之间建立了一个屏障。

除此之外,代理服务器也可以配置缓存加速web请求。当用户第一次访问静态内容的时候,静态内存就被缓存在反向代理服务器上,这样当其他用户访问该静态内容时,就可以直接从反向代理服务器返回,加速web请求响应速度,减轻web服务器负载压力。

另外,反向代理服务器也可以实现负载均衡的功能。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。优点是部署简单,缺点是可能成为系统的瓶颈。

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