一臺(tái)普通服務(wù)器的處理能力只能達(dá)到每秒幾萬個(gè)到幾十萬個(gè)請(qǐng)求,無法在一秒鐘內(nèi)處理上百萬個(gè)甚至更多的請(qǐng)求。但若能將多臺(tái)這樣的服務(wù)器組成一個(gè)系統(tǒng),并通過軟件技術(shù)將所有請(qǐng)求平均分配給所有服務(wù)器,那么這個(gè)系統(tǒng)就完全擁有每秒鐘處理幾百萬個(gè)甚至更多請(qǐng)求的能力。這就是負(fù)載均衡最初的基本設(shè)計(jì)思想。
負(fù)載均衡:
負(fù)載均衡是由多臺(tái)服務(wù)器以對(duì)稱的方式組成一個(gè)服務(wù)器集合,每臺(tái)服務(wù)器都具有等價(jià)的地位,都可以單獨(dú)對(duì)外提供服務(wù)而無須其他服務(wù)器的輔助。通過某種負(fù)載分擔(dān)技術(shù),將外部發(fā)送來的請(qǐng)求均勻分配到對(duì)稱結(jié)構(gòu)中的某一臺(tái)服務(wù)器上,而接收到請(qǐng)求的服務(wù)器獨(dú)立地回應(yīng)客戶的請(qǐng)求。均衡負(fù)載能夠平均分配客戶請(qǐng)求到服務(wù)器列陣,籍此提供快速獲取重要數(shù)據(jù),解決大量并發(fā)訪問服務(wù)問題。這種群集技術(shù)可以用最少的投資獲得接近于大型主機(jī)的性能。
負(fù)載均衡(Load Balance)建立在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之上,它提供了一種廉價(jià)有效透明的方法擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器的帶寬、增加吞吐量、加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力、提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可用性。
負(fù)載均衡有兩方面的含義:
首先,大量的并發(fā)訪問或數(shù)據(jù)流量分擔(dān)到多臺(tái)節(jié)點(diǎn)設(shè)備上分別處理,減少用戶等待響應(yīng)的時(shí)間;其次,單個(gè)重負(fù)載的運(yùn)算分擔(dān)到多臺(tái)節(jié)點(diǎn)設(shè)備上做并行處理,每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備處理結(jié)束后,將結(jié)果匯總,返回給用戶,系統(tǒng)處理能力得到大幅度提高。
負(fù)載均衡技術(shù)主要應(yīng)用
1、DNS負(fù)載均衡
最早的負(fù)載均衡技術(shù)是通過DNS來實(shí)現(xiàn)的,在DNS中為多個(gè)地址配置同一個(gè)名字,因而查詢這個(gè)名字的客戶機(jī)將得到其中一個(gè)地址,從而使得不同的客戶訪問不同的服務(wù)器,達(dá)到負(fù)載均衡的目的。DNS負(fù)載均衡是一種簡(jiǎn)單而有效的方法,但是它不能區(qū)分服務(wù)器的差異,也不能反映服務(wù)器的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)。
2、代理服務(wù)器負(fù)載均衡
使用代理服務(wù)器,可以將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)部的服務(wù)器,使用這種加速模式顯然可以提升靜態(tài)網(wǎng)頁的訪問速度。然而,也可以考慮這樣一種技術(shù),使用代理服務(wù)器將請(qǐng)求均勻轉(zhuǎn)發(fā)給多臺(tái)服務(wù)器,從而達(dá)到負(fù)載均衡的目的。
3、地址轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)負(fù)載均衡
支持負(fù)載均衡的地址轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān),可以將一個(gè)外部IP地址映射為多個(gè)內(nèi)部IP地址,對(duì)每次TCP連接請(qǐng)求動(dòng)態(tài)使用其中一個(gè)內(nèi)部地址,達(dá)到負(fù)載均衡的目的。
4、協(xié)議內(nèi)部支持
負(fù)載均衡除了這三種負(fù)載均衡方式之外,有的協(xié)議內(nèi)部支持與負(fù)載均衡相關(guān)的功能,例如HTTP協(xié)議中的重定向能力等,HTTP運(yùn)行于TCP連接的最高層。
5、NAT負(fù)載均衡
NAT(Network Address Translation 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換)簡(jiǎn)單地說就是將一個(gè)IP地址轉(zhuǎn)換為另一個(gè)IP地址,一般用于未經(jīng)注冊(cè)的內(nèi)部地址與合法的、已獲注冊(cè)的Internet IP地址間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。適用于解決Internet IP地址緊張、不想讓網(wǎng)絡(luò)外部知道內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等的場(chǎng)合下。
6、反向代理負(fù)載均衡
普通代理方式是代理內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶訪問internet上服務(wù)器的連接請(qǐng)求,客戶端必須指定代理服務(wù)器,并將本來要直接發(fā)送到internet上服務(wù)器的連接請(qǐng)求發(fā)送給代理服務(wù)器處理。反向代理(Reverse Proxy)方式是指以代理服務(wù)器來接受internet上的連接請(qǐng)求,然后將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器,并將從服務(wù)器上得到的結(jié)果返回給internet上請(qǐng)求連接的客戶端,此時(shí)代理服務(wù)器對(duì)外就表現(xiàn)為一個(gè)服務(wù)器。反向代理負(fù)載均衡技術(shù)是把將來自internet上的連接請(qǐng)求以反向代理的方式動(dòng)態(tài)地轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上的多臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行處理,從而達(dá)到負(fù)載均衡的目的。
7、混合型負(fù)載均衡
在有些大型網(wǎng)絡(luò),由于多個(gè)服務(wù)器群內(nèi)硬件設(shè)備、各自的規(guī)模、提供的服務(wù)等的差異,我們可以考慮給每個(gè)服務(wù)器群采用最合適的負(fù)載均衡方式,然后又在這多個(gè)服務(wù)器群間再一次負(fù)載均衡或群集起來以一個(gè)整體向外界提供服務(wù)(即把這多個(gè)服務(wù)器群當(dāng)做一個(gè)新的服務(wù)器群),從而達(dá)到最佳的性能。我們將這種方式稱之為混合型負(fù)載均衡。此種方式有時(shí)也用于單臺(tái)均衡設(shè)備的性能不能滿足大量連接請(qǐng)求的情況下。