基于linux的負(fù)載均衡技術(shù)介紹

1、當(dāng)前，無(wú)論在企業(yè)網(wǎng)、園區(qū)網(wǎng)還是在廣域網(wǎng)如Inter上，業(yè)務(wù)量的發(fā)展都超出了過(guò)去最樂(lè)觀的估計(jì)，上網(wǎng)熱潮風(fēng)起云涌，新的應(yīng)用層出不窮，即使按照當(dāng)時(shí)最優(yōu)配置建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)，也很快會(huì)感到吃不消。尤其是各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心部分，其數(shù)據(jù)流量和計(jì)算強(qiáng)度之大，使得單一設(shè)備根本無(wú)法承擔(dān)，而如何在完成同樣功能的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)合理的業(yè)務(wù)量分配，使之不致于出現(xiàn)一臺(tái)設(shè)備過(guò)忙、而別的設(shè)備卻未充分發(fā)揮處理能力的情況，就成了一個(gè)問(wèn)題，負(fù)載均衡機(jī)制也因此應(yīng)運(yùn)而生。負(fù)載均衡建立

2、在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之上，它提供了一種廉價(jià)有效的方法擴(kuò)展服務(wù)器帶寬和增加吞吐量，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力，提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可用性。它主要完成以下任務(wù)：解決網(wǎng)絡(luò)擁塞問(wèn)題，服務(wù)就近提供，實(shí)現(xiàn)地理位置無(wú)關(guān)性；為用戶提供更好的訪問(wèn)質(zhì)量；提高服務(wù)器響應(yīng)速度；提高服務(wù)器及其他資源的利用效率；避免了網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵部位出現(xiàn)單點(diǎn)失效。定義定義其實(shí)，負(fù)載均衡并非傳統(tǒng)意義上的“均衡”，一般來(lái)說(shuō)，它只是把有可能擁塞于一個(gè)地方的負(fù)載交給多個(gè)地方分擔(dān)。如果將其改稱為“負(fù)載分擔(dān)”

3、，也許更好懂一些。說(shuō)得通俗一點(diǎn)，負(fù)載均衡在網(wǎng)絡(luò)中的作用就像輪流值日制度，把任務(wù)分給大家來(lái)完成，以免讓一個(gè)人累死累活。不過(guò)，這種意義上的均衡一般是靜態(tài)的，也就是事先確定的“輪值”策略。與輪流值日制度不同的是，動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡通過(guò)一些工具實(shí)時(shí)地分析數(shù)據(jù)包，掌握網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流量狀況，把任務(wù)合理分配出去。結(jié)構(gòu)上分為本地負(fù)載均衡和地域負(fù)載均衡(全局負(fù)載均衡)，前一種是指對(duì)本地的服務(wù)器集群做負(fù)載均衡，后一種是指對(duì)分別放置在不同的地理位置、在不同的網(wǎng)絡(luò)及

4、服務(wù)器群集之間作負(fù)載均衡。服務(wù)器群集中每個(gè)服務(wù)結(jié)點(diǎn)運(yùn)行一個(gè)所需服務(wù)器程序的獨(dú)立拷貝，諸如Web、FTP、Tel或email服務(wù)器程序。對(duì)于某些服務(wù)（如運(yùn)行在Web服務(wù)器上的那些服務(wù)）而言，程序的一個(gè)拷貝運(yùn)行在群集內(nèi)所有的主機(jī)上，而網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡則將工作負(fù)載在這些主機(jī)間進(jìn)行分配。對(duì)于其他服務(wù)（例如email），只有一臺(tái)主機(jī)處理工作負(fù)載，針對(duì)這些服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡允許網(wǎng)絡(luò)通訊量流到一個(gè)主機(jī)上，并在該主機(jī)發(fā)生故障時(shí)將通訊量移至其他主機(jī)。負(fù)載均衡

5、技術(shù)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)負(fù)載均衡技術(shù)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之上，負(fù)載均衡提供了一種廉價(jià)有效的方法擴(kuò)展服務(wù)器帶寬和增加吞吐量，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力，提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可用性。它主要完成以下任務(wù)：解決網(wǎng)絡(luò)擁塞問(wèn)題，服務(wù)就近提供，實(shí)現(xiàn)地理位置無(wú)關(guān)性為用戶提供更好的訪問(wèn)質(zhì)量使用反向代理的好處是，可以將負(fù)載均衡和代理服務(wù)器的高速緩存技術(shù)結(jié)合在一起，提供有益的性能。然而它本身也存在一些問(wèn)題，首先就是必須為每一種服務(wù)都專門開(kāi)發(fā)一個(gè)反向代理服務(wù)器，這就不是一個(gè)輕松

6、的任務(wù)。反向代理服務(wù)器本身雖然可以達(dá)到很高效率，但是針對(duì)每一次代理，代理服務(wù)器就必須維護(hù)兩個(gè)連接，一個(gè)對(duì)外的連接，一個(gè)對(duì)內(nèi)的連接，因此對(duì)于特別高的連接請(qǐng)求，代理服務(wù)器的負(fù)載也就非常之大。反向代理能夠執(zhí)行針對(duì)應(yīng)用協(xié)議而優(yōu)化的負(fù)載均衡策略，每次僅訪問(wèn)最空閑的內(nèi)部服務(wù)器來(lái)提供服務(wù)。但是隨著并發(fā)連接數(shù)量的增加，代理服務(wù)器本身的負(fù)載也變得非常大，最后反向代理服務(wù)器本身會(huì)成為服務(wù)的瓶頸?；谟蛎到y(tǒng)的負(fù)載均衡基于域名系統(tǒng)的負(fù)載均衡NCSA的可擴(kuò)展W

7、eb是最早使用動(dòng)態(tài)DNS輪詢技術(shù)的web系統(tǒng)。在DNS中為多個(gè)地址配置同一個(gè)名字，因而查詢這個(gè)名字的客戶機(jī)將得到其中一個(gè)地址，從而使得不同的客戶訪問(wèn)不同的服務(wù)器，達(dá)到負(fù)載均衡的目的。在很多知名的web站點(diǎn)都使用了這個(gè)技術(shù)：包括早期的yahoo站點(diǎn)、163等。動(dòng)態(tài)DNS輪詢實(shí)現(xiàn)起來(lái)簡(jiǎn)單，無(wú)需復(fù)雜的配置和管理，一般支持bind8.2以上的類unix系統(tǒng)都能夠運(yùn)行，因此廣為使用。DNS負(fù)載均衡是一種簡(jiǎn)單而有效的方法，但是存在不少問(wèn)題。首先域名

8、服務(wù)器無(wú)法知道服務(wù)結(jié)點(diǎn)是否有效，如果服務(wù)結(jié)點(diǎn)失效，余名系統(tǒng)依然會(huì)將域名解析到該節(jié)點(diǎn)上，造成用戶訪問(wèn)失效。其次，由于DNS的數(shù)據(jù)刷新時(shí)間TTL（TimetoLIVE）標(biāo)志，一旦超過(guò)這個(gè)TTL，其他DNS服務(wù)器就需要和這個(gè)服務(wù)器交互，以重新獲得地址數(shù)據(jù)，就有可能獲得不同IP地址。因此為了使地址能隨機(jī)分配，就應(yīng)使TTL盡量短，不同地方的DNS服務(wù)器能更新對(duì)應(yīng)的地址，達(dá)到隨機(jī)獲得地址。然而將TTL設(shè)置得過(guò)短，將使DNS流量大增，而造成額外的網(wǎng)絡(luò)