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什么是负载均衡,为什么要做负载均衡?

1.背景介绍

在网站创立初期,我们一般都使用单台机器对台提供集中式服务,但是随着业务量越来越大,无论是性能上还是稳定性上都有了更大的挑战。这时候我们就会想到通过扩容的方式来提供更好的服务。我们一般会把多台机器组成一个集群对外提供服务。然而,我们的网站对外提供的访问入口都是一个的,比如www.taobao.com。那么当用户在浏览器输入www.taobao.com的时候如何将用户的请求分发到集群中不同的机器上呢,这就是负载均衡在做的事情。


针对以上情况的解决方案:


(1) 服务器进行硬件升级:采用高性能服务器替换现有低性能服务器。该方案的弊端:


高成本:高性能服务器价格昂贵,需要高额成本投入,而原有低性能服务器被闲置,造成资 源浪费。


可扩展性差:每一次业务量的提升,都将导致再一次硬件升级的高额成本投入,性能再卓越 的设备也无法满足当前业务量的发展趋势。


无法完全解决现在网络中面临的问题:如单点故障问题,服务器资源不够用问题等。


(2) 组建服务器集群,利用负载均衡技术在服务器集群间进行业务均衡。


该方案的优势:低成本


可扩展性:当业务量增长时,系统可通过增加服务器来满足需求,且不影响已有业务,不降 低服务质量


高可靠性:单台服务器故障时,由负载均衡设备将后续业务转向其他服务器,不影响后续业 务提供,保证业务不中断。


2.负载均衡原理

系统的扩展可分为纵向(垂直)扩展和横向(水平)扩展。纵向扩展,是从单机的角度通过增加硬件处理能力,比如CPU处理能力,内存容量,磁盘等方面,实现服务器处理能力的提升,不能满足大型分布式系统(网站),大流量,高并发,海量数据的问题。因此需要采用横向扩展的方式,通过添加机器来满足大型网站服务的处理能力。比如:一台机器不能满足,则增加两台或者多台机器,共同承担访问压力。这就是典型的集群和负载均衡架构:如下图:


层负载均衡:


七层负载均衡:

七层负载均衡工作在OSI模型的应用层,应用层协议较多,常用http、radius、dns等。七层负载就可以基于这些协议来负载。这些应用层协议中会包含很多有意义的内容。比如同一个Web服务器的负载均衡,除了根据IP加端口进行负载外,还可根据七层的URL、浏览器类别、语言来决定是否要进行负载均衡。


应用集群:将同一应用部署到多台机器上,组成处理集群,接收负载均衡设备分发的请求,进行处理,并返回相应数据。


负载均衡设备:将用户访问的请求,根据负载均衡算法,分发到集群中的一台处理服务器。(一种把网络请求分散到一个服务器集群中的可用服务器上去的设备)

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