伺服器集群中的負載均衡技術深入講解

&HTTP://www.aliyun.com/zixun/aggregation/37954.html">nbsp;   由於目前現有網路的各個核心部分隨著業務量的提高，訪問量和資料流量的快速增長，其處理能力和計算強度也相應地增大，使得單一的伺服器設備根本無法承擔。 在此情況下，如果扔掉現有設備去做大量的硬體升級，這樣將造成現有資源的浪費，而且如果再面臨下一次業務量的提升時，這又將導致再一次硬體升級的高額成本投入，甚至性能再卓越的設備也不能滿足當前業務量增長的需求。

針對此情況而衍生出來的一種廉價有效透明的方法以擴展現有網路設備和伺服器的頻寬、增加輸送量、加強網路資料處理能力、提高網路的來實現的，在DNS中為多個位址配置同一個名字，因而查詢這個名字的客戶機將得到其中一個位址， 從而使得不同的客戶訪問不同的伺服器，達到負載均衡的目的。 DNS負載均衡是一種簡單而有效的方法，但是它不能區分伺服器的差異，也不能反映伺服器的當前運行狀態。

1、DNS負載均衡 最早的負載均衡技術是通過DNS來實現的，在DNS中為多個位址配置同一個名字，因而查詢這個名字的客戶機將得到其中一個位址，從而使得不同的客戶訪問不同的伺服器，達到負載均衡的目的。 DNS負載均衡是一種簡單而有效的方法，但是它不能區分伺服器的差異，也不能反映伺服器的當前運行狀態。

2、代理伺服器負載均衡 使用代理伺服器，可以將請求轉發給內部的伺服器，使用這種加速模式顯然可以提升靜態網頁的存取速度。 然而，也可以考慮這樣一種技術，使用代理伺服器將請求均勻轉發給多台伺服器，從而達到負載均衡的目的。

3、位址轉換閘道負載均衡 支援負載均衡的位址轉換閘道，可以將一個外部IP位址映射為多個內部IP位址，對每次TCP連接請求動態使用其中一個內部位址，達到負載均衡的目的。

4、協定內部支援負載均衡 除了這三種負載均衡方式之外，有的協定內部支援與負載均衡相關的功能，例如HTTP協定中的重定向能力等，HTTP運行于TCP連接的最高層。

5、NAT負載均衡 NAT（Network Address Translation 網路位址轉譯）簡單地說就是將一個IP位址轉換為另一個IP位址，一般用於未經註冊的內部位址與合法的、已獲註冊的Internet IP位址間進行轉換。 適用于解決Internet IP位址緊張、不想讓網路外部知道內部網路結構等的場合下。

6、反向代理負載均衡 普通代理方式是代理內部網路使用者訪問internet上伺服器的連接請求，用戶端必須指定代理伺服器,並將本來要直接發送到internet上伺服器的連接要求傳送給代理伺服器處理。 反向代理（Reverse Proxy）方式是指以代理伺服器來接受internet上的連接請求，然後將請求轉發給內部網路上的伺服器，並將從伺服器上得到的結果返回給internet上請求連接的用戶端， 此時代理伺服器對外就表現為一個伺服器。 反向代理負載均衡技術是把將來自internet上的連接請求以反向代理的方式動態地轉發給內部網路上的多台伺服器進行處理，從而達到負載均衡的目的。

7、混合型負載均衡 在有些大型網路，由於多個伺服器群內硬體設備、各自的規模、提供的服務等的差異，我們可以考慮給每個伺服器群採用最合適的負載均衡方式， 然後又在這多個伺服器群間再一次負載均衡或群集起來以一個整體向外界提供服務（即把這多個伺服器群當做一個新的伺服器群），從而達到最佳的性能。 我們將這種方式稱之為混合型負載均衡。 此種方式有時也用於單台均衡設備的性能不能滿足大量連接請求的情況下。

當前，無論在企業網、園區網還是在廣域網路如Internet上，業務量的發展都超出了過去最樂觀的估計，上網熱潮風起雲湧，新的應 用層出不窮，即使按照當時最優配置建設的網路，也很快會感到吃不消。 尤其是各個網路的核心部分，其資料流量和計算強度之大， 使得單一設備根本無法承擔，而如何在完成同樣功能的多個網路設備之間實現合理的業務量分配，使之不致于出現一台設備過忙、而 別的設備卻未充分發揮處理能力的情況，就成了一個問題， 負載均衡機制也因此應運而生。

負載均衡建立在現有網路結構之上，它提供了一種廉價有效的方法擴展伺服器頻寬和增加輸送量，加強網路資料處理能力，提高 網路的靈活性和可用性。 它主要完成以下任務：解決網路擁塞問題，服務就近提供，實現地理位置無關性 ；為使用者提供更好的訪問質 量；提高伺服器回應速度；提高伺服器及其他資源的利用效率；避免了網路關鍵部位出現單點失效。

定義

其實，負載均衡並非傳統意義上的「均衡」，一般來說，它只是把有可能擁塞于一個地方的負載交給多個地方分擔。 如果將其改 稱為「負載分擔」，也許更好懂一些。 說得通俗一點，負載均衡在網路中的作用就像輪流值日制度，把任務分給大家來完成，以免讓 一個人累死累活。 不過，這種意義上的均衡一般是靜態的，也就是事先確定的「輪值」策略 。

與輪流值日制度不同的是，動態負載均衡通過一些工具即時地分析資料包，掌握網路中的資料流量狀況，把任務合理分配出去。 結構上分為本地負載均衡和地域負載均衡(全域負載均衡)，前一種是指對本地的伺服器集群做負載均衡，後一種是指對分別放置在不 同的地理位置、在不同的網路及伺服器叢集之間作負載均衡。

伺服器叢集中每個服務結點運行一個所需伺服器程式的獨立拷貝，諸如Web、FTP、Telnet或e-mail伺服器程式。 對於某些服務（如 運行在Web伺服器上的那些服務）而言，程式的一個拷貝運行在群集內所有的主機上，而網路負載均衡則將工作負載在這些主機間進 行分配。 對於其他服務（例如e-mail），只有一台主機處理工作負載，針對這些服務，網路負載均衡允許網路通訊量流到一個主機 上，並在該主機發生故障時將通訊量移至其他主機。