负载均衡概述及优缺点对比

负载均衡背景

随着用户访问的增多,一个应用服务器不能满足需求了,就需要部署多台应用服务器,通过负载均衡,将数据分发到不同的应用服务器。
从作用来看,和缓存集群的分发很相似,但是有不同。缓存需要发送到特定的服务器。但是,由于应用服务器是无状态的,因此,负载均衡不用根据请求分发到特定服务器,发送到哪个应用服务器都可以。
因此,负载均衡关注的技术焦点有两个,分别是:网络通信、路由选择

网络通信(怎么分发过去?)

网络通信分为以下几种方法。

HTTP重定向负载均衡

负载均衡服务器什么都不做,重定向响应


image.png

这种方法优点是简单,但是缺点也很明显:

  1. 每次请求,都需要2次http通信,延长了响应时间;
  2. 安全性问题:一般应用服务器只配置内网地址,脆弱的服务器可以在内网中保护起来,而负载均衡服务里面什么也没有,可以暴露到公网ip。
    http重定向方法,会将应用服务器暴露到公网。

由于这些问题,这种方法,在现实中几乎没有人使用。

DNS负载均衡

image.png

每次请求DNS解析到IP地址不同,从而访问到不同到应用服务器。
这种方法,性能方面没有问题,虽然,还是2次http请求,但是不是每一次请求都需要域名解析,一次解析,ip就会记录到本地。下次,直接访问记录的ip。因此,性能无问题。
但是,由于域名解析服务器解析出的ip,如果出错,不会很快更新,且用户已经本地存储了ip也不会很快改变。因此,采用这种方案时,需要两级负载均衡。若应用服务器出错,在第二层负载均衡去掉。
对于安全性,现实使用时,该方法主要适用于两层负载均衡的情况,DNS负载均衡用于第一层负载均衡,解析出来的是第二层负载均衡服务器,因此,脆弱的服务器还是可以在内网中。淘宝、百度,不同时间ping,返回地址不同,意味着都是用了DNS负载均衡。

反向代理负载均衡(7层负载均衡)


在应用层进行负载均衡,收到请求时,将请求转发到内网,再将收到的内网响应,返回给用户。
nagix本身的反向代理服务器,就有该功能。一般应用服务器是几十台,这种模式够用,再多一些,会不够用。因此,大一些的网站不会使用。
因为用的http请求协议,http比较重(比tcp的包重)。对反向代理服务器压力很大,其通过应用程序级别的线/进程才能完成分发,还要等应用服务器返回,因此,会有性能瓶颈。即使负载均衡做集群效率也低,因为后面的应用服务器有限。
因此,可以应用的规模很有限。

IP负载均衡(3层负载均衡)

image.png

负载均衡服务器,和反向代理负载均衡原理相同,但是是在tcp层,修改包中源地址和目标地址,并发送到内网,收到响应后,再修改目标地址和原地址,返回给用户。
因为,负载均衡服务器处理的是ip那一层包,因此,处理能力可以提高。
但是,这种方法,请求和响应都通过了负载均衡,尤其是响应一般比较大。响应出口网络带宽会成为瓶颈。

数据链路层负载均衡

image.png

数据链路层负载均衡,IP地址不变,只修改网卡MAC地址。应用服务器和负载均衡服务器共享一个虚拟ip。因为ip没有被修改过,tcp/ip协议还是通的,可以通过校验。又由于目的地址的mac地址改变了,因此,处理响应不用再经过负载均衡服务器。
大型互联网应用主要使用的负载均衡方案,也称为负载均衡的三角模式。

负载均衡路由算法

轮询
....

应用服务器的session管理

session复制

image.png

该方案已经被淘汰的。
通过session复制的方式,集群规模会受限制,复制不过来。做集群就是因为用户请求多,请求多,session也多,如果每个都有所有的session,对服务器压力很大。

session绑定(会话粘滞)

来自相同的ip,总是到同一个应用服务器。这种方法也很快就淘汰了。
因为,会话需要会话关闭,如果因为发布程序,kill进程,session丢失。系统的可用性会下降。

利用cookie记录session

发请求时,带cookie发送服务器,session记录的cookie中,返回给浏览器。任何一台服务器可以重cookie里得到session。
缺点:cookie变大,网络开销有影响。且有些浏览器禁用cookie,不好用。
早期使用的这个方案。缺点明显,但是生命力强。
对服务器架构要求很低。

session服务器

image.png
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 203,772评论 6 477
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,458评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,610评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,640评论 1 276
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,657评论 5 365
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,590评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,962评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,631评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,870评论 1 297
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,611评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,704评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,386评论 4 319
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,969评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,944评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,179评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 44,742评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,440评论 2 342