無論您處于哪種情況，都不需要平衡負(fù)載嗎？保持平衡是一個(gè)適用于我們所做的幾乎所有事情的概念，無論我們是否意識(shí)到這一點(diǎn)。以平衡為例，很多職場(chǎng)文化都關(guān)注平衡的概念。對(duì)于這個(gè)討論，我指的是一個(gè)人的職業(yè)和個(gè)人生活之間的和諧。如果職業(yè)和個(gè)人生活不平衡，那么其中一件事就應(yīng)該受到阻礙。

同樣，平衡在服務(wù)器管理或虛擬主機(jī). 當(dāng)您托管網(wǎng)站或處理服務(wù)器時(shí)，平衡確實(shí)是必不可少的?！柏?fù)載平衡”這個(gè)詞近來有傳言，但很少有人真正理解它的含義或它為何如此重要。

服務(wù)器方面的負(fù)載平衡/專用服務(wù)器

負(fù)載均衡是在多個(gè)物理服務(wù)器之間智能分配流量以最大化資源利用率的過程。換句話說，在兩臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)/服務(wù)器之間共享計(jì)算工作負(fù)載的過程就是負(fù)載平衡。這基本上可以最大限度地減少每臺(tái)服務(wù)器上的負(fù)載并提高其效率，從而實(shí)現(xiàn)更快的性能和更低的延遲。大多數(shù) Internet 應(yīng)用程序都需要負(fù)載平衡才能準(zhǔn)確工作。

負(fù)載平衡如何工作？

負(fù)載均衡器是處理負(fù)載均衡的工具或程序。負(fù)載平衡器由硬件或軟件組成?；谲浖呢?fù)載均衡器可以在服務(wù)器、虛擬機(jī)或云中運(yùn)行，而硬件負(fù)載均衡器需要安裝專門的負(fù)載均衡設(shè)備。負(fù)載平衡是內(nèi)容交付網(wǎng)絡(luò) (CDN) 的常見功能。

硬件與軟件負(fù)載均衡器

以下是基于硬件的負(fù)載均衡器的工作原理：

• 它們通常是高性能設(shè)備，可以安全地處理來自各種來源的數(shù)千兆位流量。
• 這些設(shè)備中包含內(nèi)置虛擬化功能，允許將多個(gè)虛擬負(fù)載平衡器實(shí)例整合到同一硬件上。
• 硬件負(fù)載均衡器支持更靈活的多租戶設(shè)計(jì)和完整的租戶隔離。

以下是基于軟件的負(fù)載均衡器的工作原理：

• 可以完全替代負(fù)載平衡硬件，同時(shí)保持類似的功能和靈活性。
• 它們可以在流行的虛擬機(jī)管理程序、容器中或作為 Linux 進(jìn)程運(yùn)行裸機(jī)服務(wù)器以最小的開銷。它們可以根據(jù)用例和技術(shù)需求進(jìn)行高度定制。
• 幫助節(jié)省硬件空間和金錢。

負(fù)載均衡器將每個(gè)來自用戶的請(qǐng)求分配給一個(gè)精確的服務(wù)器，并且這個(gè)過程針對(duì)每個(gè)請(qǐng)求重復(fù)。負(fù)載均衡器使用多種算法來確定哪個(gè)服務(wù)器應(yīng)該處理每個(gè)請(qǐng)求。

負(fù)載均衡算法分為兩部分：

• 靜態(tài)負(fù)載均衡算法
• 動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡算法

靜態(tài)負(fù)載均衡算法

靜態(tài)負(fù)載平衡技術(shù)在不考慮系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)的情況下分配工作負(fù)載。靜態(tài)負(fù)載均衡器無法知道哪些服務(wù)器運(yùn)行緩慢，哪些服務(wù)器未得到充分利用。相反，它根據(jù)預(yù)定義的時(shí)間表分配職責(zé)。盡管靜態(tài)負(fù)載平衡很容易設(shè)置，但它可能會(huì)導(dǎo)致效率低下。

動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡算法

動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡方法會(huì)考慮每臺(tái)服務(wù)器的當(dāng)前可用性、工作負(fù)載和運(yùn)行狀況。這些算法將流量從過度擁擠或性能不佳的服務(wù)器重定向到未充分利用的服務(wù)器，從而確保公平和高效的分配。另一方面，動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡設(shè)置起來更復(fù)雜。服務(wù)器可用性由多種因素決定，包括每臺(tái)服務(wù)器的運(yùn)行狀況和整體容量、分布式任務(wù)的數(shù)量等。動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡算法有很多種，如最小連接、加權(quán)最小連接、基于資源等。

一些負(fù)載均衡算法

循環(huán)法：循環(huán)法是最簡單的平衡技術(shù)。請(qǐng)求被一一轉(zhuǎn)發(fā)到架構(gòu)中的每臺(tái)服務(wù)器，確保流量公平分布。當(dāng)算法遍歷整個(gè)實(shí)例/服務(wù)器列表時(shí)，它會(huì)返回列表頂部并重新開始。

最少連接方法：最少連接技術(shù)是一種默認(rèn)的負(fù)載平衡機(jī)制，它將傳入請(qǐng)求發(fā)送到具有最少活動(dòng)連接的服務(wù)器。這是默認(rèn)的負(fù)載平衡方法，因?yàn)樗诖蠖鄶?shù)情況下提供了最佳性能。最少連接技術(shù)適用于服務(wù)器參與時(shí)間（連接處于活動(dòng)狀態(tài)的時(shí)間長度）變化的情況。

加權(quán)最小連接：加權(quán)最小連接方法也可以通過循環(huán)方法（稱為加權(quán)循環(huán)方法）訪問，允許每個(gè)服務(wù)器被授予優(yōu)先級(jí)狀態(tài)。

源 IP 哈希：當(dāng)負(fù)載均衡器使用源 IP 哈希時(shí)，來自單個(gè) IP 地址的每個(gè)請(qǐng)求都會(huì)被賦予一個(gè)密鑰，然后將其分配給服務(wù)器。源 IP 哈希不僅可以在基礎(chǔ)架構(gòu)中公平地分配流量，還可以確保服務(wù)器的一致性。一旦發(fā)布，唯一的 IP 將始終連接到同一臺(tái)服務(wù)器。

網(wǎng)址哈希：URL 哈希技術(shù)根據(jù)請(qǐng)求的 IP 而不是到達(dá)的 IP 分配密鑰。

最短響應(yīng)時(shí)間方法：最短響應(yīng)時(shí)間技術(shù)與最少連接方法一樣，根據(jù)服務(wù)器上的連接數(shù)以及最低平均響應(yīng)時(shí)間分配請(qǐng)求，通過集成兩個(gè)級(jí)別的平衡來降低負(fù)載。

帶寬和數(shù)據(jù)包方法：虛擬服務(wù)器平衡的帶寬和數(shù)據(jù)包方法根據(jù)哪個(gè)服務(wù)器處理最少的流量（帶寬）將請(qǐng)求分配給負(fù)載平衡器。

自定義加載：自定義加載方法需要使用負(fù)載監(jiān)視器。它根據(jù)各種服務(wù)器特征（包括 CPU 利用率、內(nèi)存和響應(yīng)時(shí)間等）分配請(qǐng)求。

最少待處理請(qǐng)求 (LPR)：HTTP/S 請(qǐng)求被監(jiān)控并使用最少掛起請(qǐng)求技術(shù)傳送到最可用的服務(wù)器。LPR 技術(shù)可以同時(shí)管理大量請(qǐng)求，同時(shí)跟蹤每個(gè)服務(wù)器的可用性。

負(fù)載平衡的使用

Web 應(yīng)用程序經(jīng)常使用負(fù)載平衡。負(fù)載均衡器（軟件和基于云的輔助工具）在托管應(yīng)用程序的服務(wù)器之間平均分配 Internet 流量。全局服務(wù)器負(fù)載平衡 (GSLB) 是云負(fù)載平衡系統(tǒng)的一項(xiàng)功能，允許它們?cè)谌蚍秶鷥?nèi)平衡服務(wù)器之間的 Internet 流量負(fù)載。

負(fù)載平衡在本地網(wǎng)絡(luò)中也很普遍，例如數(shù)據(jù)中心和大型辦公綜合體。傳統(tǒng)上，使用諸如應(yīng)用交付控制器 (ADC) 或?qū)Ｓ秘?fù)載平衡設(shè)備之類的硬件設(shè)備。

服務(wù)器監(jiān)控

動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡器必須了解服務(wù)器的健康狀況，包括它們的當(dāng)前狀態(tài)、性能等。服務(wù)器運(yùn)行狀況監(jiān)控由動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡器定期執(zhí)行。負(fù)載平衡器向運(yùn)行不佳的服務(wù)器或服務(wù)器組發(fā)送的流量較少。每當(dāng)一個(gè)服務(wù)器或一組服務(wù)器完全發(fā)生故障時(shí)，負(fù)載均衡器會(huì)將流量重新路由到另一組服務(wù)器，這一過程稱為“故障轉(zhuǎn)移”。

究竟什么是故障轉(zhuǎn)移？

當(dāng)服務(wù)器停止工作并且負(fù)載平衡器將其常規(guī)活動(dòng)轉(zhuǎn)移到不同的服務(wù)器或一組服務(wù)器時(shí)，就會(huì)發(fā)生故障轉(zhuǎn)移。服務(wù)器故障轉(zhuǎn)移對(duì)于正常運(yùn)行時(shí)間至關(guān)重要：沒有它，服務(wù)器崩潰可能會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)站或服務(wù)停止。故障轉(zhuǎn)移必須及時(shí)進(jìn)行，以免停機(jī)。

最后，關(guān)于負(fù)載平衡的一句話

無論您的目標(biāo)是什么，如果您已經(jīng)超過了單個(gè) Web 服務(wù)器（或即將），您將從負(fù)載均衡器中受益，因?yàn)樗鼘⑹鼓木W(wǎng)站和數(shù)據(jù)保持可用、運(yùn)行和性能最佳。即使您選擇托管系統(tǒng)而不是自己實(shí)施它，了解您的需求、現(xiàn)有系統(tǒng)以及您最終想要去哪里也可以幫助您做出更明智的業(yè)務(wù)決策。