什么是負(fù)載均衡以及幾種負(fù)載均衡分類

負(fù)載均衡建立在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之上，它提供了一種廉價(jià)有效透明的方法擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器的帶寬、增加吞吐量、加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力、提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可用性。負(fù)載均衡(Load Balance )其意思就是分?jǐn)偟蕉鄠€(gè)操作單元上進(jìn)行執(zhí)行，例如Web服務(wù)器、FTP服務(wù)器、企業(yè)關(guān)鍵應(yīng)用服務(wù)器和其它關(guān)鍵任務(wù)服務(wù)器等，從而共同完成工作任務(wù)。

負(fù)載均衡，英文名稱為L(zhǎng)oad Balance，其含義就是指將負(fù)載(工作任務(wù))進(jìn)行平衡、分?jǐn)偟蕉鄠€(gè)操作單元上進(jìn)行運(yùn)行，例如FTP服務(wù)器、Web服務(wù)器、企業(yè)核心應(yīng)用服務(wù)器和其它主要任務(wù)服務(wù)器等，從而協(xié)同完成工作任務(wù)。負(fù)載均衡構(gòu)建在原有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之上，它提供了一種透明且廉價(jià)有效的方法擴(kuò)展服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的帶寬、加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力、增加吞吐量、提高網(wǎng)絡(luò)的可用性和靈活性。

1、軟/硬件負(fù)載均衡軟件負(fù)載均衡解決方案是指在一臺(tái)或多臺(tái)服務(wù)器相應(yīng)的操作系統(tǒng)上安裝一個(gè)或多個(gè)附加軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，如DNS Load Balance，CheckPoint Firewall-1 ConnectControl等，它的優(yōu)點(diǎn)是基于特定環(huán)境，配置簡(jiǎn)單，使用靈活，成本低廉，可以滿足一般的負(fù)載均衡需求。軟件解決方案缺點(diǎn)也較多，因?yàn)槊颗_(tái)服務(wù)器上安裝額外的軟件運(yùn)行會(huì)消耗系統(tǒng)不定量的資源，越是功能強(qiáng)大的模塊，消耗得越多，所以當(dāng)連接請(qǐng)求特別大的時(shí)候，軟件本身會(huì)成為服務(wù)器工作成敗的一個(gè)關(guān)鍵;軟件可擴(kuò)展性并不是很好，受到操作系統(tǒng)的限制;由于操作系統(tǒng)本身的Bug，往往會(huì)引起安全問(wèn)題。硬件負(fù)載均衡解決方案是直接在服務(wù)器和外部網(wǎng)絡(luò)間安裝負(fù)載均衡設(shè)備，這種設(shè)備通常稱之為負(fù)載均衡器，由于專門(mén)的設(shè)備完成專門(mén)的任務(wù)，獨(dú)立于操作系統(tǒng)，整體性能得到大量提高，加上多樣化的負(fù)載均衡策略，智能化的流量管理，可達(dá)到最佳的負(fù)載均衡需求。負(fù)載均衡器有多種多樣的形式，除了作為獨(dú)立意義上的負(fù)載均衡器外，有些負(fù)載均衡器集成在交換設(shè)備中，置于服務(wù)器與Internet鏈接之間，有些則以兩塊網(wǎng)絡(luò)適配器將這一功能集成到PC中，一塊連接到Internet上，一塊連接到后端服務(wù)器群的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上。一般而言，硬件負(fù)載均衡在功能、性能上優(yōu)于軟件方式，不過(guò)成本昂貴。

2、本地/全局負(fù)載均衡負(fù)載均衡從其應(yīng)用的地理結(jié)構(gòu)上分為本地負(fù)載均衡(Local Load Balance)和全局負(fù)載均衡(Global Load Balance，也叫地域負(fù)載均衡)，本地負(fù)載均衡針對(duì)本地范圍的服務(wù)器群做負(fù)載均衡，全局負(fù)載均衡針對(duì)不同地理位置、不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的服務(wù)器群做負(fù)載均衡。本地負(fù)載均衡不需要花費(fèi)高額成本購(gòu)置高性能服務(wù)器，只需利用現(xiàn)有設(shè)備資源,就可有效避免服務(wù)器單點(diǎn)故障造成數(shù)據(jù)流量的損失，通常用來(lái)解決數(shù)據(jù)流量過(guò)大、網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷過(guò)重的問(wèn)題。同時(shí)它擁有形式多樣的均衡策略把數(shù)據(jù)流量合理均衡的分配到各臺(tái)服務(wù)器。如果需要在現(xiàn)在服務(wù)器上升級(jí)擴(kuò)充，不需改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、停止現(xiàn)有服務(wù)，僅需要在服務(wù)群中簡(jiǎn)單地添加一臺(tái)新服務(wù)器。全局負(fù)載均衡主要解決全球用戶只需一個(gè)域名或IP地址就能訪問(wèn)到離自己距離最近的服務(wù)器獲得最快的訪問(wèn)速度，它在多區(qū)域都擁有自己的服務(wù)器站點(diǎn)，同時(shí)也適用于那些子公司站點(diǎn)分布廣的大型公司通過(guò)企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)(Intranet)達(dá)到資源合理分配的需求。

全局負(fù)載均衡具備的特點(diǎn)：1、提高服務(wù)器響應(yīng)速度，解決網(wǎng)絡(luò)擁塞問(wèn)題，達(dá)到高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)效果。2、能夠遠(yuǎn)距離為用戶提供完全的透明服務(wù),真正實(shí)現(xiàn)與地理位置無(wú)關(guān)性3、能夠避免各種單點(diǎn)失效，既包括數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器等的單點(diǎn)失效，也包括專線故障引起的單點(diǎn)失效。

負(fù)載均衡可分為軟硬件負(fù)載均衡和本地、全局負(fù)載均衡，軟件負(fù)載均衡是指在一臺(tái)或者是多臺(tái)服務(wù)器相應(yīng)的操作系統(tǒng)上安裝一個(gè)或多個(gè)附加軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，配置上面會(huì)相對(duì)簡(jiǎn)單;硬件負(fù)載均衡則是直接在服務(wù)器和外部網(wǎng)絡(luò)間安裝負(fù)載均衡設(shè)備，整體性能會(huì)得到提高。

負(fù)載均衡設(shè)備也會(huì)有著各種各樣的形式，有獨(dú)立意義上的負(fù)載均衡，也有在交換設(shè)備中的負(fù)載均衡器，通常硬件負(fù)載均衡在功能與性能方面會(huì)由于軟件方式。

本地負(fù)載均衡主要是針對(duì)本地范圍的服務(wù)器群做負(fù)載均衡，全局負(fù)載均衡針對(duì)的是不同的地理位置與不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的服務(wù)器群做負(fù)載均衡。

我們可以將負(fù)載均衡分為三個(gè)主要類別，具體取決于負(fù)載均衡器為了重定向流量而檢查客戶端請(qǐng)求中的哪些內(nèi)容。

1、應(yīng)用程序負(fù)載均衡

復(fù)雜的現(xiàn)代應(yīng)用程序擁有多個(gè)服務(wù)器場(chǎng)，其中包含多個(gè)專用于單個(gè)應(yīng)用程序功能的服務(wù)器。應(yīng)用程序負(fù)載均衡器會(huì)查看請(qǐng)求內(nèi)容(如 HTTP 標(biāo)頭或 SSL 會(huì)話 ID)以重定向流量。

例如，電子商務(wù)應(yīng)用程序具有產(chǎn)品目錄、購(gòu)物車(chē)和結(jié)賬功能。應(yīng)用程序負(fù)載均衡器會(huì)將瀏覽產(chǎn)品的請(qǐng)求發(fā)送給包含圖像和視頻但不需要保持開(kāi)放連接的服務(wù)器。相比之下，它會(huì)將購(gòu)物車(chē)請(qǐng)求發(fā)送給能夠保持多個(gè)客戶端連接并長(zhǎng)時(shí)間保存購(gòu)物車(chē)數(shù)據(jù)的服務(wù)器。

2、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡

網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡器會(huì)檢查 IP 地址和其他網(wǎng)絡(luò)信息，以最佳方式重定向流量。它們將跟蹤應(yīng)用程序流量的來(lái)源，并可以將一個(gè)靜態(tài) IP 地址分配給多個(gè)服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡器使用前面介紹的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡算法來(lái)均衡服務(wù)器負(fù)載。

3、全局服務(wù)器負(fù)載均衡

全局服務(wù)器負(fù)載均衡可跨地理位置分散的多個(gè)服務(wù)器進(jìn)行。例如，很多公司可能在不同國(guó)家/地區(qū)的多個(gè)數(shù)據(jù)中心以及全球的第三方云提供商中擁有服務(wù)器。在這種情況下，本地負(fù)載均衡器將管理某一地區(qū)或區(qū)域內(nèi)的應(yīng)用程序負(fù)載。這些負(fù)載均衡器會(huì)嘗試將流量重定向到地理位置更接近客戶端的服務(wù)器目標(biāo)。只有在服務(wù)器出現(xiàn)故障的情況下，這些負(fù)載均衡器才會(huì)將流量重定向到客戶端所在地理區(qū)域之外的服務(wù)器。

4、DNS 負(fù)載均衡

在 DNS 負(fù)載均衡中，您可以將域配置為跨域上的資源池路由網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求。域可以對(duì)應(yīng)于網(wǎng)站、郵件系統(tǒng)、打印服務(wù)器或可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)的其他服務(wù)。DNS 負(fù)載均衡有助于在全球分布的資源池中保持應(yīng)用程序可用性以及均衡網(wǎng)絡(luò)流量。

二、負(fù)載均衡技術(shù)有哪些類型?

負(fù)載均衡器屬于以下兩種類型之一：硬件負(fù)載均衡器和軟件負(fù)載均衡器。

1、硬件負(fù)載均衡器

基于硬件的負(fù)載均衡器是一種硬件設(shè)備，可以安全地處理千兆字節(jié)的流量并將其重定向到數(shù)百個(gè)不同的服務(wù)器。您可以將其存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)中心，并使用虛擬化創(chuàng)建多個(gè)可以集中管理的數(shù)字或虛擬負(fù)載均衡器。

2、軟件負(fù)載均衡器

基于軟件的負(fù)載均衡器是執(zhí)行所有負(fù)載均衡功能的應(yīng)用程序。您可以將它們安裝在任何服務(wù)器上，也可作為完全托管的第三方服務(wù)的形式訪問(wèn)。

3、硬件負(fù)載均衡器與軟件負(fù)載均衡器的比較

硬件負(fù)載均衡器需要初始投資、配置和持續(xù)維護(hù)。您也可能不會(huì)滿負(fù)荷使用它們，尤其是您購(gòu)買(mǎi)硬件負(fù)載均衡器只是為了處理高峰時(shí)段的流量高峰。如果流量突然增加到超出其當(dāng)前容量，這將影響用戶，直到您能購(gòu)買(mǎi)并設(shè)置另一個(gè)負(fù)載均衡器為止。