面試必問(wèn)：負載平衡的3種分類(lèi)

在業(yè)務(wù)初期，我們一般會(huì )先使用單臺服務(wù)器對外提供服務(wù)。隨著(zhù)業(yè)務(wù)流量越來(lái)越大，單臺服務(wù)器無(wú)論如何優(yōu)化，無(wú)論采用多好的硬件，總會(huì )有性能天花板，當單服務(wù)器的性能無(wú)法滿(mǎn)足業(yè)務(wù)需求時(shí)，就需要把多臺服務(wù)器組成集群系統提高整體的處理性能。
基于上述需求，我們要使用統一的流量入口來(lái)對外提供服務(wù)，本質(zhì)上就是需要一個(gè)流量調度器，通過(guò)均衡的算法，將用戶(hù)大量的請求流量均衡地分發(fā)到集群中不同的服務(wù)器上。這其實(shí)就是我們今天要說(shuō)的負載均衡。
廣義上的負載均衡器大概可以分為 3 類(lèi)，包括：DNS 方式實(shí)現負載均衡、硬件負載均衡、軟件負載均衡。
一、DNS 實(shí)現負載均衡
這個(gè)負載均衡時(shí)通過(guò)DNS來(lái)的，因為DNS解析同一個(gè)可以返回不同的ip。所以例如哈爾濱的人訪(fǎng)問(wèn)百度就返回距離他近的那個(gè)機房的IP，海南的人訪(fǎng)問(wèn)百度就返回距離他近的那個(gè)機房的IP。所以主要是用來(lái)實(shí)現地理級別的負載均衡。
DNS 實(shí)現負載均衡是最基礎簡(jiǎn)單的方式。一個(gè)域名通過(guò) DNS 解析到多個(gè) IP，每個(gè) IP 對應不同的服務(wù)器實(shí)例，這樣就完成了流量的調度，雖然沒(méi)有使用常規的負載均衡器，但實(shí)現了簡(jiǎn)單的負載均衡功能。
通過(guò) DNS 實(shí)現負載均衡的方式，最大的優(yōu)點(diǎn)就是實(shí)現簡(jiǎn)單，成本低，無(wú)需自己開(kāi)發(fā)或維護負載均衡設備，不過(guò)存在一些缺點(diǎn)：
1、服務(wù)器故障切換延遲大，服務(wù)器升級不方便。我們知道 DNS 與用戶(hù)之間是層層的緩存，即便是在故障發(fā)生時(shí)及時(shí)通過(guò) DNS 修改或摘除故障服務(wù)器，但中間經(jīng)過(guò)運營(yíng)商的 DNS 緩存，且緩存很有可能不遵循 TTL 規則，導致 DNS 生效時(shí)間變得非常緩慢，有時(shí)候一天后還會(huì )有些許的請求流量。
2、流量調度不均衡，粒度太粗。DNS 調度的均衡性，受地區運營(yíng)商 LocalDNS 返回 IP 列表的策略有關(guān)系，有的運營(yíng)商并不會(huì )輪詢(xún)返回多個(gè)不同的 IP 地址。另外，某個(gè)運營(yíng)商 LocalDNS 背后服務(wù)了多少用戶(hù)，這也會(huì )構成流量調度不均的重要因素。
3、流量分配策略太簡(jiǎn)單，支持的算法太少。DNS 一般只支持 rr 的輪詢(xún)方式，流量分配策略比較簡(jiǎn)單，不支持權重、Hash 等調度算法。
4、DNS 支持的 IP 列表有限制。我們知道 DNS 使用 UDP 報文進(jìn)行信息傳遞，每個(gè) UDP 報文大小受鏈路的 MTU 限制，所以報文中存儲的 IP 地址數量也是非常有限的，阿里 DNS 系統針對同一個(gè)域名支持配置 10 個(gè)不同的 IP 地址。
實(shí)際上生產(chǎn)環(huán)境中很少使用這種方式來(lái)實(shí)現負載均衡，畢竟缺點(diǎn)很明顯。文中之所以描述 DNS 負載均衡方式，是為了能夠更清楚地解釋負載均衡的概念。
像 BAT 體量的公司一般會(huì )利用 DNS 來(lái)實(shí)現地理級別的全局負載均衡，實(shí)現就近訪(fǎng)問(wèn)，提高訪(fǎng)問(wèn)速度，這種方式一般是入口流量的基礎負載均衡，下層會(huì )有更專(zhuān)業(yè)的負載均衡設備實(shí)現的負載架構。
二、硬件負載均衡
硬件負載均衡就是用一個(gè)硬件一個(gè)基礎網(wǎng)絡(luò )設備，類(lèi)似我們的交換機啊這樣的硬件，來(lái)實(shí)現負載均衡。常見(jiàn)的硬件有F5、A10。
這類(lèi)設備性能強勁、功能強大，但價(jià)格非常昂貴，一般只有土豪公司才會(huì )使用此類(lèi)設備，中小公司一般負擔不起，業(yè)務(wù)量沒(méi)那么大，用這些設備也是挺浪費的。
硬件負載均衡的優(yōu)點(diǎn)：
功能強大：全面支持各層級的負載均衡，支持全面的負載均衡算法。
性能強大：性能遠超常見(jiàn)的軟件負載均衡器。
穩定性高：商用硬件負載均衡，經(jīng)過(guò)了良好的嚴格測試，經(jīng)過(guò)大規模使用，穩定性高。
安全防護：還具備防火墻、防 DDoS 攻擊等安全功能，以及支持 SNAT 功能。
硬件負載均衡的缺點(diǎn)也很明顯：
價(jià)格貴；
擴展性差，無(wú)法進(jìn)行擴展和定制；
調試和維護比較麻煩，需要專(zhuān)業(yè)人員。
三、軟件負載均衡
軟件負載均衡是最常見(jiàn)的，大小公司都需要用到它。
軟件負載均衡是通過(guò)負載均衡功能的軟件來(lái)實(shí)現負載均衡，常見(jiàn)的軟件有LVS、Nginx、HAProxy。
軟件負載負載均衡又分四層和七層負載均衡，四層負載均衡就是在網(wǎng)絡(luò )層利用IP地址端口進(jìn)行請求的轉發(fā)，基本上就是起個(gè)轉發(fā)分配作用。而七層負載均衡就是可以根據訪(fǎng)問(wèn)用戶(hù)的HTTP請求頭、URL信息將請求轉發(fā)到特定的主機。LVS為四層負載均衡。Nginx、HAProxy可四可七。
軟件負載均衡的優(yōu)點(diǎn)在于便宜而且簡(jiǎn)單靈活，就買(mǎi)個(gè)主機，裝下軟件，配置一下就能用了，配置也很簡(jiǎn)單對于一般小型企業(yè)，或者并發(fā)量不高的企業(yè)來(lái)說(shuō)就夠用了。而且在高峰期時(shí)容易擴容。
負載平衡雙機架構，定時(shí)對后端服務(wù)進(jìn)行健康檢查，自動(dòng)屏蔽異常實(shí)例，保障業(yè)務(wù)連續性；更低的產(chǎn)品價(jià)格保障高性?xún)r(jià)比，多達6種型號供您選擇，匹配不同的業(yè)務(wù)情景；分鐘級部署，控制臺簡(jiǎn)潔易用，僅需幾步就可完成變配續費，實(shí)現靈活選擇和輕松管理：http://wap.friendlycc.com.cn/