细说网络负载均衡技术

网络的各个核心部分随着业务量的提高，访问量和数据流量的快速增长，其处理能力和计算强度也相应增大，使得单一设备根本无法承担。在这种情况下，负载均衡技术出现了。

　　当前，无论在企业网、园区网还是在广域网如Internet上，业务量的发展都超出了过去最乐观的估计。上网热潮风起云涌，新的应用层出不穷，即使按照当时最优配置建设的网络，也很快会感到吃不消。尤其是各个网络的核心部分。

　　在此情况下，如果扔掉现有设备去做大量的硬件升级，将造成现有资源的浪费，而且如果再面临下一次业务量的提升，又将导致再一次硬件升级的高额成本投入，甚至性能再卓越的设备也不能满足当前业务量的需求。于是，负载均衡机制应运而生。

　　什么是负载均衡
(分发汇总)
　　负载均衡（Load Balance）建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价、有效、透明的方法，来扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。

　　负载均衡有两方面的含义：首先，大量的并发访问或数据流量分担到多台节点设备上分别处理，减少用户等待响应的时间；其次，单个重负载的运算分担到多台节点设备上做并行处理，每个节点设备处理结束后，将结果汇总，返回给用户，系统处理能力得到大幅度提高。

　　负载均衡技术分类

　　目前有许多不同的负载均衡技术用以满足不同的应用需求，如软/硬件负载均衡、本地/全局负载均衡、更高网络层负载均衡，以及链路聚合技术。

　　软/硬件负载均衡

　　软件负载均衡解决方案，是指在一台或多台服务器相应的操作系统上，安装一个或多个附加软件来实现负载均衡，如DNS 负载均衡等。它的优点是基于特定环境、配置简单、使用灵活、成本低廉，可以满足一般的负载均衡需求。

　　硬件负载均衡解决方案，是直接在服务器和外部网络间安装负载均衡设备，这种设备我们通常称之为负载均衡器。由于专门的设备完成专门的任务，独立于操作系统，整体性能得到大量提高，加上多样化的负载均衡策略，智能化的流量管理，可达到最佳的负载均衡需求。

　　一般而言，硬件负载均衡在功能、性能上优于软件方式，不过成本昂贵。

　　本地/全局负载均衡

　　负载均衡从其应用的地理结构上，分为本地负载均衡和全局负载均衡。本地负载均衡是指对本地的服务器群做负载均衡，全局负载均衡是指在不同地理位置、有不同网络结构的服务器群间做负载均衡。

　　本地负载均衡能有效地解决数据流量过大、网络负荷过重的问题，并且不需花费昂贵开支购置性能卓越的服务器，可充分利用现有设备，避免服务器单点故障造成数据流量的损失。有灵活多样的均衡策略，可把数据流量合理地分配给服务器群内的服务器，来共同负担。即使是再给现有服务器扩充升级，也只是简单地增加一个新的服务器到服务群中，而不需改变现有网络结构、停止现有的服务。

　　全局负载均衡，主要用于在一个多区域拥有自己服务器的站点，为了使全球用户只以一个IP地址或域名就能访问到离自己最近的服务器，从而获得最快的访问速度，也可用于子公司分散站点分布广的大公司通过Intranet（企业内部互联网）来达到资源统一合理分配的目的。

　　更高网络层负载均衡

　　针对网络上负载过重的不同瓶颈所在，从网络的不同层次入手，我们可以采用相应的负载均衡技术来解决现有问题。

　　更高网络层负载均衡，通常操作于网络的第四层或第七层。第四层负载均衡将一个Internet上合法注册的IP地址，映射为多个内部服务器的IP地址，对每次TCP连接请求动态使用其中一个内部IP地址，达到负载均衡的目的。 (集群)

　　第七层负载均衡控制应用层服务的内容，提供了一种对访问流量的高层控制方式，适合对HTTP服务器群的应用。第七层负载均衡技术通过检查流经的HTTP报头，根据报头内的信息来执行负载均衡任务。

　　链路聚合技术

　　随着带宽增加，数据流量不断增大，网络核心部分的数据接口将面临瓶颈问题，原有的单一线路将很难满足需求，而且线路的升级又过于昂贵甚至难以实现，这时就可以考虑采用链路聚合技术。

　　链路聚合技术将多条物理链路当作一条单一的聚合逻辑链路使用，网络数据流量由聚合逻辑链路中所有物理链路共同承担。由此在逻辑上增大了链路的容量，使其能满足带宽增加的需求。

　　链接 负载均衡算法

　　考虑到服务请求的不同类型、服务器的不同处理能力，以及随机选择造成的负载分配不均匀等问题，为了更加合理地把负载分配给内部的多个服务器，就需要应用相应的、能够正确反映各个服务器处理能力及网络状态的负载均衡算法：

　　轮循均衡：每一次来自网络的请求，轮流分配给内部的服务器，从1至N然后重新开始。此种均衡算法适合于服务器组中的所有服务器具有相同的软硬件配置，并且平均服务请求相对均衡的情况。

　　权重轮循均衡：根据服务器的不同处理能力，给每个服务器分配不同的权值，使其能够接受相应权值数的服务请求。此种均衡算法能确保高性能的服务器得到更多的使用率，避免低性能的服务器负载过重。

　　随机均衡：把来自网络的请求随机分配给内部的多个服务器。

　　权重随机均衡：类似于权重轮循算法，不过在处理请求分担时是随机选择的过程。

　　响应速度均衡：负载均衡设备对内部各服务器发出一个探测请求，然后根据内部各服务器对探测请求的最快响应时间，来决定哪一台服务器响应客户端的服务请求。

　　最少连接数均衡：对内部需负载的每一台服务器都有一个数据记录，记录当前该服务器正在处理的连接数量，当有新的服务连接请求时，将把当前请求分配给连接数最少的服务器，使均衡更加符合实际情况，负载更加均衡。

　　处理能力均衡：把服务请求分配给内部处理负荷最轻的服务器，由于考虑到了内部服务器的处理能力及当前网络运行状况，所以此种均衡算法相对来说更加精确，尤其适合运用到第七层（应用层）负载均衡的情况。

　　DNS响应均衡：分处在不同地理位置的负载均衡设备，收到同一个客户端的域名解析请求，并在同一时间内，把此域名解析成各自相对应服务器的IP地址，并返回给客户端，客户端将以最先收到的域名解析IP地址，来继续请求服务，而忽略其它的IP地址响应。