服务器负载均衡

  当一个Web系统从日访问量10万逐步增长到1000万,甚至超过1亿的过程中,Web系统承受的压力会越来越大,在这个过程中,我们会遇到很多的问题。为了解决这些性能压力带来问题,我们需要通过搭建不同的服务和架构来解决。

  当单机容量达到极限时,我们需要考虑业务拆分分布式部署,来解决大型网站访问量大,并发量高,海量数据的问题。从单机到分布式,很重要的区别是业务拆分和分布式部署,将应用拆分后,部署到不同的机器上,实现大规模分布式系统。分布式和业务拆分解决了从集中到分布的问题,但是每个部署的独立业务还存在单点的问题和访问统一入口问题。

  为解决单点故障将相同的应用部署到多台机器上解决访问统一入口问题,我们可以在集群前面增加负载均衡设备,实现流量分发。

  Web负载均衡(Load Balancing),简单地说就是将负载(工作任务,访问请求)进行平衡、分摊到多个操作单元(服务器,组件)上进行执行。对于保护处于后端的Web服务器来说,非常重要,是解决高性能,单点故障(高可用),扩展性(水平伸缩)的终极解决方案。

HTTP负载均衡

  当用户发来请求的时候,Web服务器通过修改HTTP响应头中的Location标记来返回一个新的url,然后浏览器再继续请求这个新url,实际上就是页面重定向。通过重定向,来达到“负载均衡”的目标。例如,我们在下载PHP源码包的时候,点击下载链接时,为了解决不同国家和地域下载速度的问题,它会返回一个离我们近的下载地址。重定向的HTTP返回码是302

  重定向非常容易实现,并且可以自定义各种策略。

  但是,它在大规模访问量下,性能不佳。而且,给用户的体验也不好,实际请求发生重定向,增加了网络延时。

 

反向代理负载均衡

  反向代理服务的核心工作主要是转发HTTP请求,扮演了浏览器端和后台Web服务器中转的角色。因为它工作在HTTP层(应用层),也就是网络七层结构中的第七层,因此也被称为“七层负载均衡”。可以做反向代理的软件很多,比较常见的一种是Nginx。

  这种负载均衡策略实现和部署非常简单,而且性能表现也比较好。

  但是,它有“单点故障”的问题,如果挂了,会带来很多的麻烦。而且,到了后期Web服务器继续增加,它本身可能成为系统的瓶颈。

 

IP负载均衡

  IP负载均衡服务是工作在网络层(修改IP)传输层(修改端口),比起工作在应用层(第七层)性能要高出非常多。原理是,他是对IP层的数据包的IP地址和端口信息进行修改,达到负载均衡的目的。这种方式,也被称为“四层负载均衡”。常见的负载均衡方式,是LVS(Linux Virtual Server,Linux虚拟服务),通过IPVS(IP Virtual Server,IP虚拟服务)来实现。

  在负载均衡服务器收到客户端的IP包的时候,会修改IP包的目标IP地址或端口,然后原封不动地投递到内部网络中,数据包会流入到实际Web服务器。实际服务器处理完成后,又会将数据包投递回给负载均衡服务器,它再修改目标IP地址为用户IP地址,最终回到客户端。

  IP负载均衡的性能要高出Nginx的反向代理很多,它只处理到传输层为止的数据包,并不做进一步的组包,然后直接转发给实际服务器。

  不过,它的配置和搭建比较复杂。

 

DNS负载均衡

  DNS(Domain Name System)负责域名解析的服务,域名url实际上是服务器的别名,实际映射是一个IP地址,解析过程,就是DNS完成域名到IP的映射。而一个域名是可以配置成对应多个IP的。因此,DNS也就可以作为负载均衡服务。

  这种负载均衡策略,配置简单,性能极佳。

  但是,不能自由定义规则,而且,变更被映射的IP或者机器故障时很麻烦,还存在DNS生效延迟的问题。

 

DNS/GSLB负载均衡

  我们常用的CDN(Content Delivery Network,内容分发网络)实现方式,其实就是在同一个域名映射为多IP的基础上更进一步,通过GSLB(Global Server Load Balance,全局负载均衡)按照指定规则映射域名的IP。一般情况下都是按照地理位置,将离用户近的IP返回给用户,减少网络传输中的路由节点之间的跳跃消耗。

  CDN在Web系统中,一般情况下是用来解决较大的静态资源(html/Js/Css/图片等)的加载问题,让这些比较依赖网络下载的内容,尽可能离用户更近,提升用户体验。

  这种方式,和前面的DNS负载均衡一样,不仅性能极佳,而且支持配置多种策略。

  但是,搭建和维护成本非常高。互联网一线公司,会自建CDN服务,中小型公司一般使用第三方提供的CDN。

原文链接 https://blog.csdn.net/chenxiaochou/article/details/83038143

原文地址:https://www.cnblogs.com/yongjin-hou/p/14511396.html