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浅谈高性能的负载均衡设计理念

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。


一、什么是负载均衡?

早期的互联网应用,因为流量比较小,业务逻辑比较简单,通常一个单服务器就能满足负载需求。随着现在互联网的流量越来越大,访问量也随之增大,且系统功能也越来越复杂,所以单台服务器就算将性能优化得再好,也不能支撑这么大用户量的访问压力了,这个时候就需要使用多台机器,设计高性能的集群来应对。

那么,多台服务器是如何去均衡流量、如何组成高性能的集群的呢?

负载均衡是由多台服务器以对称的方式组成一个服务器集合,每台服务器都具有等价的地位,都可以单独对外供应效力而无须其他服务器的辅助。经过某种负载分管技术,将外部发送来的央求均匀分配到对称结构中的某一台服务器上,而接收到央求的服务器独登时回应客户的央求。均衡负载可以平均分配客户央求到服务器列阵,籍此供应快速获取重要数据,解决很多并发访问效力问题。这种群集技术可以用最少的出资取得接近于大型主机的性能。

负载均衡(Load Balance)其意思就是分摊到多个操作单元上进行执行,例如Web服务器、FTP服务器、企业关键应用服务器和其它关键任务服务器等,从而共同完成工作任务。

二、负载均衡方案有几种?

常见的软件负载均衡技术有以下几种:


1、基于DNS的负载均衡


2、反向代理负载均衡(如Apache+JK2+Tomcat这种组合)

该种代理方式与普通的代理方式不同,标准代理方式是客户使用代理访问多个外部Web服务器,之所以被称为反向代理模式是因为这种代理方式是多个客户使用它访问内部Web服务器,而非访问外部服务器。


3、基于NAT(Network Address Translation)的负载均衡技术(如Linux VirtualServer,简称LVS)


软件负载均衡是指使用软件的方式来分发和均衡流量。软件负载均衡,分为7层协议 和 4层协议。网络协议有七层,基于第四层传输层来做流量分发的方案称为4层负载均衡,例如 LVS,而基于第七层应用层来做流量分发的称为7层负载均衡,例如 Nginx这两种在性能和灵活性上是有些区别的。

基于软件的负载均衡的特点也很明显,便宜。在正常的服务器上部署即可,无需额外采购,就是投入一点技术去优化优化即可。

三、负载均衡部署方式?

负载均衡有三种部署方式:路由模式、桥接模式、服务直接返回模式。路由模式部署灵活,约60%的用户采用这种方式部署;桥接模式不改变现有的网络架构;服务直接返回(DSR)比较适合吞吐量大特别是内容分发的网络应用。约30%的用户采用这种模式。


1、路由模式(推荐)


2、桥接模式

桥接模式配置简单,不改变现有网络。负载均衡的WAN口和LAN口分别连接上行设备和下行服务器。LAN口不需要配置IP(WAN口与LAN口是桥连接),所有的服务器与负载均衡均在同一逻辑网络中。

由于这种安装方式容错性差,网络架构缺乏弹性,对广播风暴及其他生成树协议循环相关联的错误敏感,因此一般不推荐这种安装架构。


3、服务直接返回模式