Architecture（四）负载均衡

引言

• 本文介绍几种负载均衡架构及算法。

总体策略

• DNS负载均衡用于实现地理级别的负载均衡；
• 硬件负载均衡用于实现集群级别的负载均衡；
• 软件负载均衡用于实现机器级别的负载均衡；

硬件负载均衡

• 类似路由器、交换机；
• 优点：
  • 支持各种负载均衡算法；
  • 支持100万并发（一般软件负载均衡也就支持10万并发）；
  • 很多设备同时支持负载均衡、防火墙、防DDOS攻击功能；
• 缺点：
  • 价格高昂；

软件负载均衡

• 优点：
  • 便宜；
  • 维护和部署简单（安装Ngnix软件即可）；
• 缺点：
  • 并发量远小于硬件负载均衡，Linux服务器上装一个Nginx大概能到5万每秒；
  • 一般不具备防火墙、防DDOS攻击等功能；

DNS负载均衡

• 实现地理级别的负载均衡；
• DNS服务器将域名解析为最靠近用户的主机的IP地址，提升访问速度；
• 缺点：
  • DNS缓存不能及时更新，有可能定位到一个已经移走的主机；
  • 除了映射IP地址，没有提供其他的负载均衡算法和策略；

均衡算法

• 轮询：
  • 负载均衡系统收到请求后，按照顺序轮流分配到服务器上；
  • 算法简单，没有考虑机器的状态；
• 加权轮询：
  • 分给32核机器的概率是分给16核机器的概率的两倍；
  • 考虑了机器性能，但无法根据机器状态动态调整；
• 负载最低优先：
  • 根据及其具体状态决定负载均衡策略；
  • 考虑：机器连接数、机器的HTTP连接数、CPU占用率、IO占用率；
• 性能最佳优先：
  • 根据及其具体状态决定负载均衡策略；
  • 考虑：服务器响应时间；
• Hash：
  • 对源IP地址hash决定任务分配到哪台服务器；
  • 对session ID进行hash决定任务分配到哪台服务器，可以保证同一个会话的包都发送到同一台服务器处理；