通常负责管理局域网的网络管理是对“负载均衡”可能都比较熟悉,今天我们谈论特定类型的负载均衡。
负载均衡是请求分发到不同的服务器响应起来,使每个服务器的负载达到平衡的状态。
现在负载均衡是每个在线应用中不可缺少的一部分,所以我们需要了解负载均衡的模型和类型。当然,在实际解决问题时,模型会变得非常复杂,我们只讨论软件方案,不讨论硬件。
其目的是让请求到达不同的服务器上,一次请求到服务器系统之间,有那么多环节,因此我们可以实现的方法有很多种,实际发展应用中不外乎以下几种方式。
1、(1)HTTP重定向负载均衡
HTTP重定向负载均衡有一台重定向服务器,它也是一台一般的网络服务器。其唯一的作用就是说依据客户的HTTP请求计算一台运用集群服务器中服务器的地址,并将此详细地址写入HTTP重定向响应中回到给客户。
这个解决方案很简单,但是需要一个浏览器请求两个服务器来完成,并且重定向服务器很容易编程瓶颈,因为一次重定向返回的过程,也是一次标准HTTP请求。如果集群内有10台机器,那HTTP重定向服务器的流量将是应用服务器的10倍,如果有100台估计就要宕机了,所以伸缩性能受到了很大的限制。使用302响应码重定向不利于网站SEO。
2、DNS域名解析负载均衡。
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中配置多个A记录,每次域名解析请求都会需要根据工作负载均衡算法计算得到一个不同的IP地址返回。
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。同时使许多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。
但这种方法也有显著的缺点,DNS是一个多级解析,每个级别将缓存DNS记录。如果服务器变化,DNS记录更新时间会很长,这取决于域名服务商的速度。
一般商业网站都是使用DNS域名解析,用域名解析做为一级负载均衡手段, 您可以使用dig方法查看域名的A记录,您会发现许多网站将有多个A记录。
3.反向代理负载均衡
这种方式就是说运用反向代理网络服务器,它一般在web网络服务器前面,这一位置也恰好是负载均衡网络服务器的位置,因此大部分反向代理网络服务器同时也另外提供负载均衡的作用。
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。
反向代理网络服务器分享请求是在HTTP协议方面,因而也叫应用层负载均衡,因为应用层在七层网络模型中的第七层,因此一般也称之为七层负载均衡。优点:和反向代理服务器功能集成在一起,部署简单。缺点是反向代理网络服务器是全部请求和响应的中转站,其性能会变成短板。
4.网络层负载均衡
这种方式是在网络层根据改动请求目标详细地址开展负载均衡,网络层在七层网络层模型的第四层,因此也称为四层负载均衡,也称为IP层负载均衡。
请求做到负载均衡网络服务器后,由负载均衡网络服务器在电脑操作系统核心系统进程获得互联网数据文件,依据负载均衡优化算法获得一台真正web网络服务器的详细地址。随后改动请求的目地详细地址到这台真正的web服务器地址,等到web网络服务器解决后,响应数据包返回负载均衡网络服务器。再将数据包源地址修改为自身的IP(负载均衡网络服务器的IP)详细地址发给客户浏览器。
这里关键在于真实无力web网络服务器响应数据包怎样回到给负载均衡网络服务器,一种是源地址转换(SNAT),第二种是负载均衡服务器作为网关服务器。
网络层的负载均衡在核心系统进程进行数据转发,有更强的性能,但是由于系统响应请求的流量要经过负载均衡服务器,容易发展成为瓶颈。
5.数据链路层负载均衡
数据链路层主要处理mac地址,所以使用修改mac地址进行转发请求,数据分发时,不修改ip地址,只修改目标mac地址。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,达到不修改数据包的源地址和目标地址,进行数据分发的目的。由于服务器的IP地址和网络服务器数据请求是相同的目的地的IP地址,不被负载平衡服务器所需的地址转换,将相应的数据包可以被直接返回给用户。如果有足够的公有IP,其实web服务器也可以直接使用自己的IP响应请求,不过这样web服务器必须绑定负载均衡的虚拟IP地址(VIP),才能保证web服务器收到来自负载均衡发送的数据包。
这种方式称作三角传输模式,单臂模式,也叫做直接路由方式(DR),使用三角传输模式的链路层负载均衡时目前大型网站使用最广的一种负载均衡手段。
负载平衡现在多是这几种方式或组合,我相信很多大厂能用这种模式解决高并发高性能的问题,很多其他服务也是没有这些问题的。这篇文章是负载均衡的只是基础知识,并没有涉及太多的应用程序。
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