一分鐘了解負載均衡的一切

轉自：http://developer.51cto.com/art/201609/517313.htm

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【均勻】。常見互聯網分布式架構如上，分為客戶端層、反向代理nginx層、站點層、服務層、數據層。

什么是負載均衡

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【均勻】。

常見的負載均衡方案

常見互聯網分布式架構如上，分為客戶端層、反向代理nginx層、站點層、服務層、數據層?？梢钥吹?#xff0c;每一個下游都有多個上游調用，只需要做到，每一個上游都均勻訪問每一個下游，就能實現“將請求/數據【均勻】分攤到多個操作單元上執行”。

【客戶端層->反向代理層】的負載均衡

【客戶端層】到【反向代理層】的負載均衡，是通過“DNS輪詢”實現的：DNS-server對于一個域名配置了多個解析ip，每次DNS解析請求來訪問DNS-server，會輪詢返回這些ip，保證每個ip的解析概率是相同的。這些ip就是nginx的外網ip，以做到每臺nginx的請求分配也是均衡的。

【反向代理層->站點層】的負載均衡

【反向代理層】到【站點層】的負載均衡，是通過“nginx”實現的。通過修改nginx.conf，可以實現多種負載均衡策略：

1)請求輪詢：和DNS輪詢類似，請求依次路由到各個web-server

2)最少連接路由：哪個web-server的連接少，路由到哪個web-server

3)ip哈希：按照訪問用戶的ip哈希值來路由web-server，只要用戶的ip分布是均勻的，請求理論上也是均勻的，ip哈希均衡方法可以做到，同一個用戶的請求固定落到同一臺web-server上，此策略適合有狀態服務，例如session(58沈劍備注：可以這么做，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)

4)…

【站點層->服務層】的負載均衡

【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。

上一篇文章《RPC-client實現細節》中有詳細的負載均衡、故障轉移、超時處理的細節描述，歡迎點擊link查閱，此處不再展開。

【數據層】的負載均衡

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”。

數據的均衡是指：水平切分后的每個服務(db，cache)，數據量是差不多的。

請求的均衡是指：水平切分后的每個服務(db，cache)，請求量是差不多的。

業內常見的水平切分方式有這么幾種：

一、按照range水平切分

每一個數據服務，存儲一定范圍的數據，上圖為例：

user0服務，存儲uid范圍1-1kw

user1服務，存儲uid范圍1kw-2kw

這個方案的好處是：

(1)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

(2)數據均衡性較好

(3)比較容易擴展，可以隨時加一個uid[2kw,3kw]的數據服務

不足是：

(1)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

二、按照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，上圖為例：

user0服務，存儲偶數uid數據

user1服務，存儲奇數uid數據

這個方案的好處是：

(1)規則簡單，service只需對uid進行hash能路由到對應的存儲服務

(2)數據均衡性較好

(3)請求均勻性較好

不足是：

(1)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，負載均衡的關鍵在于【均勻】。

(1)【客戶端層】到【反向代理層】的負載均衡，是通過“DNS輪詢”實現的

(2)【反向代理層】到【站點層】的負載均衡，是通過“nginx”實現的

(3)【站點層】到【服務層】的負載均衡，是通過“服務連接池”實現的

(4)【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”

文章轉載自微信公眾號“架構師之路”

總結

以上是生活随笔為你收集整理的一分钟了解负载均衡的一切的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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