網路伺服器之負載均衡

什麼是負載均衡？

負載均衡是由多台伺服器以對稱的方式組成一個伺服器集合，每台伺服器都具有等價的地位，都可以單獨對外提供服務而無須其他伺服器的輔助。通過某種負載分擔技術，將外部發送來的請求均勻分配到對稱結構中的某一台伺服器上，而接收到請求的伺服器獨立地回應客戶的請求。均衡負載能夠平均分配客戶請求到伺服器列陣，籍此提供快速獲取重要數據，解決大量併發訪問服務問題。這種群集技術可以用最少的投資獲得接近於大型主機的性能。

負載均衡的類型

基於DNS的負載均衡

通過DNS服務中的隨機名字解析來實現負載均衡，在DNS伺服器中，可以為多個不同的地址配置同一個名字，而最終查詢這個名字的客戶機將在解析這個名字時得到其中一個地址。因此，對於同一個名字，不同的客戶機會得到不同的地址，他們也就訪問不同地址上的Web伺服器，從而達到負載均衡的目的。

反向代理負載均衡

使用代理伺服器可以將請求轉發給內部的Web伺服器，讓代理伺服器將請求均勻地轉發給多台內部Web伺服器之一上，從而達到負載均衡的目的。這種代理方式與普通的代理方式有所不同，標準代理方式是客戶使用代理訪問多個外部Web伺服器，而這種代理方式是多個客戶使用它訪問內部Web伺服器，因此也被稱為反向代理模式。Apusic負載均衡器就屬於這種類型的。

基於NAT的負載均衡技術

網路地址轉換為在內部地址和外部地址之間進行轉換，以便具備內部地址的計算機能訪問外部網路，而當外部網路中的計算機訪問地址轉換網關擁有的某一外部地址時，地址轉換網關能將其轉發到一個映射的內部地址上。因此如果地址轉換網關能將每個連接均勻轉換為不同的內部伺服器地址，此後外部網路中的計算機就各自與自己轉換得到的地址上伺服器進行通信，從而達到負載分擔的目的。

負載均衡伺服器的好處

由於網民數量激增，網路訪問路徑過長，用戶的訪問質量容易受到嚴重影響，尤其是當用戶與網站之間的鏈路被突如其來的流量擁塞時。而這種情況經常發生在異地互聯網用戶急速增加的應用上。這時候，如果在服務端應用負載均衡(GSLB)技術，就可以合理分擔系統負載、提高系統可靠性、支持網站內容的虛擬化。在實際應用中，許多IDC，如互聯通更是採用GSLB與Cache、Mirror相結合的方法來提供網路加速服務。負載均衡服務具有如下特點：

高智能化

運用虛擬IP(VIP)地址代表目標伺服器和應用，將會話分配到最高可用性的伺服器，全程監控每個會話，服務恢復后自動重新登記，並轉發客戶機和伺服器信息包時提供全地址轉換。簡單有效的負載均衡演算法可以配置包括循環法、最少連接法、散列法或最少失誤法等多種不同的負載均衡方法，也可以對個別伺服器配置最大連接數量閾值和加權值，以避免伺服器超載。

高可靠性

架構在專用的高速骨幹網之上，該主幹網路提供延遲極小的網路連通性，從而保障GSLB的功能正常發揮和高性能，遠遠優於基於公網的GSLB。並且，當主站點機房的Internet 出口出現故障時，還能將用戶自動、透明地從其他分站點Internet入口導向主站點伺服器。

高可用性

採用熱備份方法，在極短時間內對伺服器鏈路、交換埠和交換機進行檢測和故障轉移，使應用免受故障影響;任何一個伺服器或伺服器群發生故障或阻塞，用戶將被自動引導到下一個最佳備份伺服器或站點，從而更進一步提高了服務和內容的可用性。

伺服器負載均衡

網路的負載均衡是一種動態均衡技術，通過一些工具實時地分析數據包，掌握網路中的數據流量狀況，把任務合理均衡地分配出去。

計算集中型的應用，比如電子商務網站，伺服器計算負荷會很大;讀寫頻繁的應用，比如網路資料庫，存儲系統則面臨著考驗;傳輸量大的應用，比如視頻服務，數據總是無法快速傳送，無法實現最好的效果;訪問量大的應用，路由器與防火牆容易成為瓶頸。想要合理解決這些問題，升級設備、改變拓撲是」笨辦法」，相對巧妙的方法是採用負載均衡技術，用多個設備共同完成任務。

負載均衡技術基於現有網路結構，提供了一種擴展伺服器帶寬和增加伺服器吞吐量的廉價有效的方法，加強了網路數據處理能力，提高了網路的靈活性和可用性。負載均衡的應用，能夠有效地解決網路擁塞問題，能夠就近提供服務，實現地理位置無關性(異地負載均衡)。同時，這項技術還能提高伺服器的響應速度，提高伺服器及其他資源的利用效率，避免網路關鍵部位出現單點失效，從而為用戶提供更好的訪問質量。

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