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目錄

關于負載均衡

常見互聯網slb方案

第一層：客戶端到反向代理層

第二層：反向代理層到站點層

第三層：站點層到服務層

第四層：訪問數據層

數據的均衡

請求的均衡

range水平切分

id哈希水平切分

總結

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關于負載均衡

關于負載均衡，其實在網上有許多的定義。而作為云計算的從業者，最經常接觸到的就是云負載均衡SLB，我總結了兩個特點和作用：分流和災備。負載均衡（Load Balance）是分布式系統架構設計中必須考慮的因素之一，它通常是指，將請求/數據均勻分攤到多個操作單元上執行，負載均衡的關鍵在于 分發 ！各種負載均衡的算法，也都是為了滿足這個分發二字。

常見互聯網slb方案

?根據上圖，可以分為：

• 客戶端層
• 反向代理層
• 站點層
• 服務層
• 數據層

根據請求的自頂向下，每一層上游請求可以調用多個下游服務。根據負載均衡的調度算法，將請求分發給下層的服務。

第一層：客戶端到反向代理層

?客戶端 -> 反向代理層的負載均衡。這里主要是通過 ”DNS輪詢“實現。

通俗來講，即DNS-server對于一個域名設置多個解析IP（這里指負載均衡的IP），這里的主要的算法是利用了”輪詢算法。

第二層：反向代理層到站點層

?

反向代理，即將客戶端的請求轉發到服務器上，然后服務器返回的結果轉發給客戶端。
反向代理層到站點層的負載均衡主要是通過”nginx“本身實現（七層轉發），nginx是泛指反向代理，但是也是應用最廣泛的反向代理服務器。

而轉發的規則（算法），主要是通過修改nginx.conf的配置文件實現：
這里介紹主要幾種算法：

• 請求輪詢
• 最少連接數
• 加權

【畫外音】站點層可以存儲session，但強烈不建議這么做，站點層無狀態是分布式架構設計的基本原則之一，session最好放到數據層存儲。

第三層：站點層到服務層

?

服務層也叫中間層，通過增加抽象，解耦兩個交互的邏輯關系。服務層只提供有限的通用接口，理論上服務集群能夠提供無限性能，性能出現瓶頸，服務層一處集中優化

站點層到服務層的負載均衡，是通過“服務連接池”實現的。
上游連接池會建立與下游服務多個連接，每次請求會“隨機”選取連接來訪問下游服務。除了負載均衡，服務連接池還能夠實現***故障轉移、超時處理、限流限速、ID串行化***等諸多功能。

第四層：訪問數據層

在數據量很大的情況下，由于數據層（db/cache）涉及數據的水平切分，所以數據層的負載均衡更為復雜一些，它分為“數據的均衡”，與“請求的均衡”。

數據的均衡

數據的均衡是指：水平切分后的每個服務（db/cache），數據量是均勻的。

請求的均衡

請求的均衡是指：水平切分后的每個服務（db/cache），請求量是均勻的。

同時，根據水平切分的方式，主要又分為range水平切分和ID哈希水平切分。

range水平切分

?

每一個數據服務，存儲一定范圍的數據：

• user0服務：存儲uid范圍1-1kw
• user1服務：存儲uid范圍1kw-2kw

優點：

規則簡單，service只需判斷一下uid范圍就能路由到對應的存儲服務
數據均衡性較好
比較容易擴展，可以隨時加一個uid[2kw,3kw]的數據服務

不足：

請求的負載不一定均衡，一般來說，新注冊的用戶會比老用戶更活躍，大range的服務請求壓力會更大

id哈希水平切分

?每一個數據服務，存儲某個key值hash后的部分數據：
user0服務：存儲偶數uid數據
user1服務：存儲奇數uid數據

優點：

規則簡單，service只需對uid進行hash能路由到對應的存儲服務
數據均衡性較好
請求均勻性較好

不足：

不容易擴展，擴展一個數據服務，hash方法改變時候，可能需要進行數據遷移

總結

負載均衡（Load Balance）是分布式系統架構設計中必須考慮的因素之一，它通常是指，將請求/數據均勻分攤到多個操作單元上執行，其的關鍵在于均勻：

• 反向代理層的負載均衡，是通過“DNS輪詢”實現的
• 站點層的負載均衡，是通過“nginx”實現的
• 服務層的負載均衡，是通過“服務連接池”實現的
• 數據層的負載均衡，要考慮“數據的均衡”與“請求的均衡”兩個點，常見的方式有“按照范圍水平切分”與“hash水平切分”

總結

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