什么是负载均衡?定义及其工作原理介绍

2021年11月19日01:52:41 发表评论 917 次浏览

负载均衡指南介绍

现代网站和应用程序会产生大量流量并同时为大量客户端请求提供服务。负载平衡有助于满足这些请求,并使网站和应用程序响应快速可靠。

在本文中,你将了解什么是负载平衡、负载均衡的工作原理以及存在哪些不同类型的负载平衡。

负载均衡定义

什么是负载均衡?负载平衡在多台服务器之间分配高网络流量,允许组织横向扩展以满足高流量工作负载。负载均衡将客户端请求路由到可用服务器,以平均分配工作负载并提高应用程序响应能力,从而提高网站可用性。

负载均衡适用于七层开放系统互连 ( OSI ) 模型中的第4-7层。它的能力是:

  • L4. 根据网络数据和传输层协议(例如IP 地址和 TCP 端口)引导流量。
  • L7。将内容切换添加到负载平衡,允许根据 HTTP 标头、统一资源标识符、SSL 会话 ID 和 HTML 表单数据等特征进行路由决策。
  • GSLB。全局服务器负载平衡将 L4 和 L7 功能扩展到不同站点的服务器。

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负载均衡指南:为什么负载均衡很重要?

负载平衡对于维护用于访问网站的服务器和用户设备(例如,计算机、平板电脑、智能手机)之间的信息流至关重要。

有几个负载平衡的好处:

  • 可靠性。即使在流量很高的情况下,网站或应用程序也必须提供良好的用户体验。负载平衡器通过有效移动数据、优化应用交付资源使用和防止服务器过载来处理流量高峰。这样,网站性能保持高,用户仍然满意。
  • 可用性。负载平衡很重要,因为它涉及负载平衡器和主机之间的定期健康检查,以确保它们接收请求。如果其中一台主机出现故障,负载均衡器会将请求重定向到其他可用设备。

    负载平衡器还会从池中删除故障服务器,直到问题得到解决。一些负载平衡器甚至创建新的虚拟化应用服务器来满足越来越多的请求。
  • 安全。负载平衡正在成为大多数现代应用程序的要求,尤其是随着云计算的发展增加了安全功能。负载均衡器的卸载功能通过将攻击流量转移到公共云提供商而不是企业服务器来防止DDoS 攻击

注意:另一种防御 DDoS 攻击的方法是在 Apache 上使用 mod_evasive。

  • 预测洞察力。负载平衡包括可以预测流量瓶颈并允许组织防止它们的分析。预测性洞察力促进自动化并帮助组织为未来做出决策。

负载均衡的工作原理:负载均衡如何工作?

负载均衡器位于应用程序服务器和 Internet 上的用户之间。负载均衡器收到请求后,会确定池中的哪个服务器可用,然后将请求路由到该服务器。

什么是负载均衡?定义及其工作原理介绍

通过将请求路由到可用服务器或工作负载较低的服务器,负载平衡减轻了压力服务器的压力并确保了高可用性和可靠性。

负载平衡器在需求高或低的情况下动态添加或删除服务器。这样,它就可以灵活地适应需求。

除了提高性能外,负载平衡还提供故障转移。负载平衡器将工作负载从故障服务器重定向到备份服务器,减轻对最终用户的影响。

注意:使用这17 种最佳服务器监控工具之一来监控服务器的性能。

负载均衡的类型

什么是负载均衡?负载平衡器在存储类型、平衡器复杂性和功能方面各不相同。下面解释了不同类型的负载平衡器。

基于硬件

基于硬件的负载平衡器是安装了专有软件的专用硬件。它可以处理来自各种应用程序类型的大量流量。

基于硬件的负载均衡器包含内置的虚拟化功能,允许在同一设备上运行多个虚拟负载均衡器实例。

基于软件

基于软件的负载平衡器在虚拟机或白盒服务器上运行,通常包含在ADC(应用程序交付控制器)中。与物理负载平衡相比,虚拟负载平衡提供了更高的灵活性。

基于软件的负载平衡器在常见的管理程序、容器或作为 Linux 进程运行,在裸机服务器上的开销可以忽略不计。

虚拟的

虚拟负载均衡器从虚拟机上的专用设备部署专有负载均衡软件,以结合上述两种类型。然而,虚拟负载平衡器无法克服有限的可扩展性和自动化的架构挑战。

基于云

基于云的负载平衡利用云基础设施。基于云的负载平衡的一些示例是:

  • 网络负载平衡。网络负载平衡依赖于第 4 层并利用网络层信息来确定将网络流量发送到何处。网络负载平衡是最快的负载平衡解决方案,但它缺乏跨服务器的流量分配平衡。
  • HTTP(S) 负载平衡。HTTP(S) 负载均衡依赖于第 7 层。它是最灵活的负载均衡类型之一,允许管理员根据 HTTP 地址附带的任何信息做出流量分配决策。
  • 内部负载平衡。内部负载平衡几乎与网络负载平衡相同,只是它可以平衡内部基础设施中的分布。

负载均衡算法

什么是负载均衡?不同的负载平衡算法提供不同的好处和复杂性,具体取决于用例。最常见的负载均衡算法有:

循环赛

负载均衡指南:将请求按顺序分发到第一个可用的服务器,并在完成后将该服务器移动到队列的末尾。Round Robin 算法用于相同服务器的池,但它不考虑服务器上已经存在的负载。

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最少连接

负载均衡的工作原理:最少连接算法涉及向最不繁忙的服务器发送新请求。当服务器池中有很多不均匀分布的持久连接时,使用最少连接方法。

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最短响应时间

最少响应时间负载平衡将请求分发到活动连接最少且对健康监控请求的平均响应 时间最快的服务器。响应速度表示服务器的负载情况。

什么是负载均衡?定义及其工作原理介绍

哈希

Hash 算法根据指定的密钥(例如客户端 IP 地址、端口号或请求 URL)确定将请求分发到何处。Hash 方法用于依赖于用户特定存储信息的应用程序,例如电子商务网站上的购物车。

什么是负载均衡?定义及其工作原理介绍

自定义负载

自定义负载算法通过SNMP(简单网络管理协议)将请求定向到各个服务器。管理员定义了负载平衡器在路由查询时要考虑的服务器负载(例如,CPU 和内存使用情况以及响应时间)。

什么是负载均衡?定义及其工作原理介绍

注意:了解如何通过在 Kubernetes 上部署WordPress来处理网站流量激增。这使你能够水平扩展网站。

负载均衡指南总结

什么是负载均衡?现在你知道什么是负载平衡以及负载均衡的工作原理,它如何增强服务器性能和安全性并改善用户体验。

不同的算法和负载均衡类型适用于不同的情况和用例,你应该能够为你的用例选择正确的负载均衡器类型。

木子山

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