1. 负载均衡技术介绍
- HTTP 重定向负载均衡
- DNS 域名解析负载均衡
- 反向代理负载均衡
- IP 负载均衡
- 数据链路层负载均衡
1.1 HTTP 重定向负载均衡
介绍：在网站机房有一台名为“HTTP 重定向负载均衡”的服务器 A。
步骤：
- 浏览器请求 DNS 解析域名，拿到服务器 A 的IP地址并访问；
- 服务器 A 利用某种负载均衡算法获得一台实际物理服务器 B 的地址，重定向响应返回给浏览器；
- 浏览器自动重新请求该实际物理服务器的 IP 地址，完成访问。
评价：
- 简单、但需要浏览器两次访问服务器；
- 使用 HTTP302 响应码重定向，可能使搜索引擎判断为 SEO 作弊，降低搜索排名。
1.2 DNS 域名解析负载均衡
介绍：DNS 服务器不仅进行域名解析，而且同时进行负载均衡。
步骤：
- 在 DNS 服务器中配置多个 A 记录；
- 每次域名解析请求时会根据负载均衡算法计算一个不同的 IP 地址返回。
评价：
- 省去了网站维护负载均衡服务器的麻烦；
- DNS 可以基于地理位置的域名解析（离用户较劲的服务器地址），可以加快用户访问速度；
- DNS 服务器中的 A 记录修改较麻烦，生效慢；
- 控制器不在网站方，网站管理较麻烦。
- 大型网站中，会将 DNS 负载均衡放在第一级，域名解析得到的 IP 地址是下一级负载均衡服务器（非实际物理服务器），在下一级负载均衡服务器上会进行再次负载均衡。
1.3 反向代理负载均衡
介绍：在 Web 应用服务器前的反向代理服务器，不仅缓存 Web 响应资源，而且提供负载均衡的功能。
步骤：
- Web 服务器不直接对外提供访问，所以只需要内部 IP 地址即可；
- 反向代理服务器需要同时具有外部 IP 地址和内部 IP 地址两套 IP 地址；
评价：
- 反向代理服务器转发请求在 HTTP 协议层（在应用程序中分发），即应用层负载均衡；
- 优点是部署简单，缺点是反向代理服务器的重要性提升，需要关注其性能。
1.4 IP 负载均衡
介绍：在网络层通过修改请求目标实现负载均衡。
方案一：
- 用户请求数据包到达负载均衡服务器，负载均衡服务器在 OS 的内核进程获取网络数据包，计算出一台真实的 Web 服务器，然后将数据包的目的 IP 地址修改（同时修改源 IP 地址为负载均衡服务器的地址）；
- Web 服务器响应时的数据包回到负载均衡服务器，服务器将数据包的源地址修改为自身的 IP 地址发送给浏览器。
方案二：
- 相比方案一，将负载均衡服务器同时当作网关服务器。那么不需要同时修改数据包的源 IP 地址，就可以让 Web 服务器将响应返还给负载均衡服务器了。
评价：
- IP 负载均衡服务器是在内核进程完成数据分发，比在应用层的反向代理服务器性能更好；
- 但是所有的请求响应都必须经过负载均衡服务器，那么此负载均衡服务器的网卡带宽容易成为性能的瓶颈。
1.5 数据链路层负载均衡
介绍：在通信协议的数据链路层修改 mac 地址进行负载均衡。
步骤：
- 负载均衡服务器（实际 IP）与 Web 服务器集群（虚拟 IP）具有同一个 IP 地址；
- 负载均衡服务器拿到数据包后，不修改 IP 地址，而是修改目的 mac 地址，数据包就会传输到该 Web 服务器上；
- Web 服务器的响应信息可以不经过负载均衡服务器，直接发送回用户浏览器。
评价：
- 以上负载均衡方式称为直接路由方式（DR），模式称为三角模式；
- 是目前大型网站应用最广的一种负载均衡手段；
- Linux 平台上最好的链路层负载均衡开源产品是 LVS。
2. 负载均衡算法
主要有：轮询、加权轮询、随机、最少连接、原地址散列：
- 轮询：所有请求依次分发到每台服务器上，平均分配。
- 加权轮询：在轮询基础上，考虑不同服务器硬件性能的差异，按权重分发。
- 随机：请求被随机分配。
- 最少连接：将新进请求发给当前请求数最少的服务器。
- 源地址散列：将请求来源的 IP 地址进行 Hash，使得来自同一个 IP 地址的请求总在同一个服务器上处理，从而实现会话粘滞。
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