负载均衡的策略有很多,我们从简单的讲起哈 。
1. HTTP重定向
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
这个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 。
2. 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 。
Nginx是一种非常灵活的反向代理软件,可以自由定制化转发策略,分配服务器流量的权重等 。反向代理中,常见的一个问题,就是Web服务器存储的session数据,因为一般负载均衡的策略都是随机分配请求的 。同一个登录用户的请求,无法保证一定分配到相同的Web机器上,会导致无法找到session的问题 。
解决方案主要有两种:
1. 配置反向代理的转发规则 , 让同一个用户的请求一定落到同一台机器上(通过分析cookie),复杂的转发规则将会消耗更多的CPU , 也增加了代理服务器的负担 。
2. 将session这类的信息,专门用某个独立服务来存储,例如redis/memchache , 这个方案是比较推荐的 。
反向代理服务,也是可以开启缓存的,如果开启了 , 会增加反向代理的负担,需要谨慎使用 。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 。
3. IP负载均衡
IP负载均衡服务是工作在网络层(修改IP)和传输层(修改端口,第四层),比起工作在应用层(第七层)性能要高出非常多 。原理是 , php多线程处理大数据库他是对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 。
上述的方式叫LVS-NAT , 除此之外,还有LVS-RD(直接路由) , LVS-TUN(IP隧道),三者之间都属于LVS的方式,但是有一定的区别,篇幅问题,不赘叙 。
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 。
4. 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 。
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