高性能负载均衡

高性能负载均衡：分类及架构

高性能集群的复杂性主要体现在需要增加一个任务分配器，以及为任务选择一个合适的任务分配算法。

对于任务分配器，现在更流行的通用叫法是“负载均衡器”。

常见的负载均衡系统包括 3 种：DNS 负载均衡、硬件负载均衡和软件负载均衡。

一、DNS 负载均衡

DNS 是最简单也是最常见的负载均衡方式，一般用来实现地理级别的均衡。

DNS 负载均衡的本质是 DNS 解析同一个域名可以返回不同的 IP 地址。

 

二 、硬件负载均衡

目前业界典型的硬件负载均衡设备有两款：F5 和 A10。

最普通的一台 F5 就是一台“马 6”，好一点的就是“Q7”了

三、软件负载均衡 

常见的有 Nginx 和 LVS，其中 Nginx 是软件的 7 层负载均衡，LVS 是 Linux 内核的 4 层负载均衡。

软件和硬件的最主要区别就在于性能，硬件负载均衡性能远远高于软件负载均衡性能。Nginx 的性能是万级，一般的 Linux 服务器上装一个 Nginx 大概能到 5 万 / 秒；LVS 的性能是十万级，据说可达到 80 万 / 秒；而 F5 性能是百万级，从 200 万 / 秒到 800 万 / 秒都有。

 

组合的基本原则为：

DNS 负载均衡用于实现地理级别的负载均衡；硬件负载均衡用于实现集群级别的负载均衡；软件负载均衡用于实现机器级别的负载均衡。

 

画图软件：LibreOffice  

四、负载均衡算法

负载均衡算法数量较多，而且可以根据一些业务特性进行定制开发，抛开细节上的差异，根据算法期望达到的目的，大体上可以分为下面几类。

任务平分类：负载均衡系统将收到的任务平均分配给服务器进行处理，这里的“平均”可以是绝对数量的平均，也可以是比例或者权重上的平均。

负载均衡类：负载均衡系统根据服务器的负载来进行分配，这里的负载并不一定是通常意义上我们说的“CPU 负载”，而是系统当前的压力，可以用 CPU 负载来衡量，也可以用连接数、I/O 使用率、网卡吞吐量等来衡量系统的压力。

性能最优类：负载均衡系统根据服务器的响应时间来进行任务分配，优先将新任务分配给响应最快的服务器。

Hash 类：负载均衡系统根据任务中的某些关键信息进行 Hash 运算，将相同 Hash 值的请求分配到同一台服务器上。常见的有源地址 Hash、目标地址 Hash、session id hash、用户 ID Hash 等。

轮询、加权轮询、负载最低优先