柚子快報(bào)激活碼778899分享：負(fù)載均衡 運(yùn)維 分布式系統(tǒng)

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概述

大型網(wǎng)站都要面對(duì)龐大的用戶量，高并發(fā)，海量數(shù)據(jù)等挑戰(zhàn)。

為了提升系統(tǒng)整體的性能，可以采用垂直擴(kuò)展和水平擴(kuò)展兩種方式。

垂直擴(kuò)展：從單機(jī)角度擴(kuò)展，增加單機(jī)硬件（CPU、內(nèi)存、磁盤）處理能力水平擴(kuò)展：通過(guò)集群來(lái)分擔(dān)流量。集群中的應(yīng)用服務(wù)器通常被設(shè)計(jì)為無(wú)狀態(tài)，用戶可以請(qǐng)求任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)

負(fù)載均衡就是將用戶的訪問(wèn)請(qǐng)求，通過(guò)某種算法，分發(fā)到集群中的節(jié)點(diǎn)

目標(biāo)是盡力將網(wǎng)絡(luò)流量平均分發(fā)到多個(gè)服務(wù)器上

作用

高并發(fā)：提高集群的并發(fā)處理能力（吞吐量）

伸縮性：添加或減少服務(wù)器數(shù)量，由負(fù)載均衡分發(fā)控制，使集群具備伸縮性

高可用：負(fù)載均衡器可以監(jiān)控候選服務(wù)器，服務(wù)不可用時(shí)自動(dòng)跳過(guò)，分發(fā)給可用的服務(wù)器。

安全防護(hù)：有些負(fù)載均衡軟件或硬件提供了

硬件負(fù)載均衡

在定制處理器上運(yùn)行的獨(dú)立負(fù)載均衡服務(wù)器，價(jià)格昂貴

功能強(qiáng)大、性能強(qiáng)悍、安全性高

成本昂貴、擴(kuò)展性差

軟件負(fù)載均衡

應(yīng)用廣泛，主流產(chǎn)品：Nginx、HAProxy、LVS

LVS可以作為四層負(fù)載均衡器，性能比Nginx好HAProxy可以作為HTTP、TCP負(fù)載均衡器Nginx、HAProxy可以作為四層或七層負(fù)載均衡器

擴(kuò)展性好、成本低廉

性能略差

七層負(fù)載均衡

根據(jù)訪問(wèn)用戶的HTTP請(qǐng)求頭、URL信息將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到特定的主機(jī)

DNS重定向

復(fù)雜業(yè)務(wù)不適合用

大型網(wǎng)站一般用DNS負(fù)載均衡器作為第一級(jí)負(fù)載均衡手段

工作原理：基于DNS查詢緩存，按照負(fù)載情況返回不同服務(wù)器的IP地址

優(yōu)點(diǎn)：使用簡(jiǎn)單、提高性能

缺點(diǎn)：可用性差、擴(kuò)展性低、維護(hù)性差

HTTP重定向

原理：根據(jù)HTTP請(qǐng)求計(jì)算出一個(gè)真實(shí)的服務(wù)器地址，將該服務(wù)器地址寫入HTTP重定向響應(yīng)中，返回給瀏覽器，由瀏覽器重新訪問(wèn)

優(yōu)點(diǎn)：方案簡(jiǎn)單

缺點(diǎn)：性能較差、降低搜索排名

使用較少

反向代理

以代理服務(wù)器接受網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)網(wǎng)中的服務(wù)器，并將內(nèi)網(wǎng)中的服務(wù)器上得到的結(jié)果返回給請(qǐng)求的客戶端

主流產(chǎn)品：Nginx、Apache

正向代理：用戶主動(dòng)發(fā)起對(duì)代理服務(wù)器的請(qǐng)求，代理服務(wù)器訪問(wèn)外網(wǎng)，再返回給客戶端

反向代理：發(fā)生在服務(wù)端，用戶不知道被代理

原理：代理服務(wù)器上設(shè)置好負(fù)載均衡規(guī)則，反向代理服務(wù)器攔截到指定的域名或IP，根據(jù)負(fù)載均衡算法，將請(qǐng)求分發(fā)到候選服務(wù)器上（分發(fā)請(qǐng)求失敗3次以上，分發(fā)到其他服務(wù)器上）

優(yōu)點(diǎn)：支持多種負(fù)載均衡算法、可以監(jiān)控服務(wù)器

缺點(diǎn)：額外轉(zhuǎn)發(fā)開(kāi)銷、增加系統(tǒng)復(fù)雜度

四層負(fù)載均衡

基于IP地址和端口進(jìn)行請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)

修改IP地址

負(fù)載均衡器修改目標(biāo)IP地址，起到中介的作用。

修改MAC地址

數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)載均衡

負(fù)載均衡算法

隨機(jī)算法

請(qǐng)求隨即分發(fā)到候選服務(wù)器

調(diào)用量越大，負(fù)載越均衡

加權(quán)隨機(jī)算法

在隨機(jī)算法的基礎(chǔ)上，按照概率調(diào)整權(quán)重

輪詢

將請(qǐng)求依次分發(fā)到候選服務(wù)器

適合場(chǎng)景：各服務(wù)器處理能力相近，且各事務(wù)工作量差異不大

加權(quán)輪詢

在輪詢的基礎(chǔ)上，增加權(quán)重調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器的請(qǐng)求數(shù)目

性能高、處理速度快的節(jié)點(diǎn)應(yīng)該設(shè)置更高的權(quán)重

最小活躍數(shù)

將請(qǐng)求分發(fā)到連接數(shù)/請(qǐng)求數(shù)最少的候選服務(wù)器

特點(diǎn)：動(dòng)態(tài)分配

場(chǎng)景：對(duì)系統(tǒng)負(fù)載較為敏感或請(qǐng)求連接時(shí)長(zhǎng)相差較大的場(chǎng)景

加權(quán)最小活躍數(shù)

在最小活躍數(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)服務(wù)器的性能為每臺(tái)服務(wù)器分配權(quán)重，再根據(jù)權(quán)重計(jì)算出每臺(tái)服務(wù)器能處理的連接數(shù)。

源地址哈希

根據(jù)請(qǐng)求源IP，通過(guò)哈希計(jì)算得到一個(gè)數(shù)值，在候選服務(wù)器列表上取模運(yùn)算

保證同一IP的客戶端請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到同一個(gè)服務(wù)器上

一致性哈希

相同的請(qǐng)求盡可能落到同一個(gè)服務(wù)器上

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