均衡负载--浅析

一、 均衡负载（LoadBalance）

就是将工作任务平均分摊到多个操作单元上执行，可避免由于模块出现单点失效，而造成的任务停止。

二、 通常有三种均衡负载架构

1.        链路负载均衡；

2.        集群负载均衡；

3.        操作系统负载均衡。

三、下面分别介绍这三种负载均衡

1.  链路负载均衡

比如，通过DNS解析，将域名解析成IP，然后用户根据这个IP来访问不同的目标服务器，如图：

用户最终访问哪个Web Server是由DNS Server来控制的，如上图中是由Global DNS Server来动态解析域名服务。

优点：用户直接访问目标服务器，访问速度快；

缺点：由于DNS解析数据在用户本地和Local DNS Server都有缓存，一旦某台WebServer（目标服务器）挂掉，Global DNS Server很难及时更新用户的域名解析结构，导致用户无法访问这个域名。（也就是说，用户已经在本地或Local DNS Server已经缓存了这个挂掉的目标服务器，导致用户直接按照缓存数据去访问这个目标服务器失败。）

2. 集群负载均衡

分为硬件负载均衡和软件负载均衡

1)  硬件负载均衡

使用一台专门的硬件设备来转发请求，如图所示：

为了安全一般需要两台设备:一主一备

优点：性能非常好；

缺点：1、非常规，一般公司用户起；2、访问量陡然增大超出服务器极限时，不能动态扩容。

2)软件均衡负载（普遍使用这种）

优点：成本低，一般的PC机就可以。

缺点：一般一次请求要经过多次代理服务器，会增加网络延时。

架构图：

上面的两台是LVS ，使用四层负载均衡，在网络层利用IP地址进行地址转发。下面的三台使用HAProxy进行七层负载，即，可以根据访问用户的HTTP请求头来进行负载均衡，如可以根据不同的URL来将请求转发到特定机器或者根据用户的Cookie信息来制定访问的机器。

3.操作系统均衡负载

利用操作系统级别的软中断或者硬件中断来达到负载均衡，如可以实现多队列网卡来实现。

 

总结：以上三种负载均衡不仅在CDN(详见《CDN工作机制--浅析》)的集群中使用，而且在Web服务或者分布式数据集群中同样可以使用。

 

二、CDN动态加速

1. CDN的动态加速技术也是现在比较流行的一种优化技术。

2. 原理:在CDN的解析中  ，通过动态的链路探测来寻找回源最好的一条路径，然后通过DNS的调度将所有的请求调度到选定的这条路径上回源，从而加速用户的访问效率，如图：

3. 由于CDN节点是遍布全国的，所以用户接入一个CDN节点后，可以选择一条从CDN节点到源站链路最好的路径让用户走。一个简单的原则就是在每个CDN节点上从源站下载一个大小一定的文件，看哪个链路的总耗时最短，这样就可以构成一个链路链表，然后绑定到DNS解析上，更新到CDN的Local DNS。当然，这个选择原则只是一个例子，实际开发中，可以综合如网络成本、安全等因素。

参考 许令波的《深入分析java web技术内幕》