負載平衡知識

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一提到負載平衡，相信很多同學都直接會想到nginx反向 Proxy，因為我們平時比較熟悉的就是用nginx做web服務的負載平衡。其實nginx只是負載平衡裡的一部分，在web應用中的每個層級其實都涉及到負載平衡。

　　那麼何為負載平衡？這個概念其實也同樣很重要，很多同學又說了，負載平衡還不簡單，就是在分布式系統中，將用戶端的請求均勻的分配到服務端（或者說將上遊的請求，均衡的分配到下遊的多個操作單元中），其實這隻回答了一半。請求的均衡是一方面，另一方面，資料也是要均衡的分布在操作單元中的。

　　因此，負載平衡就是將請求/資料【均勻】分攤到多個操作單元上執行。

 

　　常見負載平衡方案

　　梳理下web應用的基本架構：

　　

　　正常的web分布式項目的基本架構層級就是這樣（多台機器的叢集我省略沒畫），分為用戶端層、反向 Proxynginx層、網站層、服務層、資料層。

　　【用戶端層->反向 Proxy層】的負載平衡

　　【用戶端層】到【反向 Proxy層】的負載平衡，是通過“DNS輪詢”實現的：DNS-server對於一個網域名稱配置了多個解析ip，每次DNS解析請求來訪問DNS-server，會輪詢返回這些ip，保證每個ip的解析機率是相同的。這些ip就是nginx的外網ip，以做到每台nginx的請求分配也是均衡的。

 

　　【反向 Proxy層->網站層】的負載平衡

　　【反向 Proxy層】到【網站層】的負載平衡，是通過“nginx”實現的。通過修改nginx.conf，可以實現多種負載平衡策略：比如輪詢，最少連線路由，ip 雜湊等等。

 

　　【網站層->服務層】的負載平衡

　　【網站層】到【服務層】的負載平衡，是通過“服務串連池”實現的。

 

　　【資料層】的負載平衡

　　在資料量很大的情況下，由於資料層（db，cache）涉及資料的水平切分，所以資料層的負載平衡更為複雜一些，它分為“資料的均衡”，與“請求的均衡”。

　　資料的均衡是指：水平切分後的每個服務（db，cache），資料量是差不多的。

　　請求的均衡是指：水平切分後的每個服務（db，cache），請求量是差不多的。

　　常見的水平切分方式有這麼幾種：

　　一、按照range水平切分:

　　每一個資料服務，儲存一定範圍的資料，比如 db1服務，儲存uid範圍1-1kw； db2服務，儲存uid範圍1kw-2kw。

　　這個方案的好處是：

　　（1）規則簡單，service只需判斷一下uid範圍就能路由到對應的儲存服務

　　（2）資料均衡性較好

　　（3）比較容易擴充，可以隨時加一個uid[2kw,3kw]的資料服務

　　不足是：

　　（1）請求的負載不一定均衡，一般來說，新註冊的使用者會比老使用者更活躍，大range的服務要求壓力會更大。

　　

　　二、按照id雜湊水平切分

　　每一個資料服務，儲存某個key值hash後的部分資料，比如 db1服務，儲存偶數uid資料； db2服務，儲存奇數uid資料。

　　這個方案的好處是：

　　（1）規則簡單，service只需對uid進行hash能路由到對應的儲存服務

　　（2）資料均衡性較好

　　（3）請求均勻性較好

　　不足是：

　　（1）不容易擴充，擴充一個資料服務，hash方法改變時候，可能需要進行資料移轉。

 

　　大伙兒有沒有發現，在分布式系統的架構設計上， 擴充性也是要經常考慮的因素哦！

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