“负载均衡”是什么意思

SLB，服务器负载均衡，在多个提供相同服务的服务器的情况下，负载均衡设备存在虚拟服务地址，当大量客户端从外部访问虚拟服务IP地址时，负载均衡设备将这些报文请求根据负载均衡算法，将流量均衡的分配给后台服务器以平衡各个服务器的负载压力，避免在还有服务器压力较小情况下其他服务达到性能临界点出现运行缓慢甚至宕机情况，从而提高服务效率和质量，因此对客户端而言，RS的IP地址即是负载均衡设备VIP地址，真正的RS服务器IP地址对于客户端是不可见的。

负载均衡的传输模式分为哪三种

第一种：反向代理模式

当负载均衡设备收到客户端请求后，会记录下此报文，将报文目的地址更改为优选后的RS设备的IP地址，目的端口号不变，源地址修改为负载均衡设备下行与对应RS设备接口的IP地址，源端口号随机发送给RS;当RS受到报文后，会以源为RS接口IP地址，目的IP设备地址回复给负载均衡设备，负载均衡设备将源修改为VIP，目的端口号修改为客户端的源端口号，目的IP修改为Client的源IP回复报文。

第二种：透传模式

当负载均衡设备工作在透传模式中时，RS无法感知到负载均衡设备的存在，对于Client来说，RS的ip地址就是负载均衡设备的VIP地址。在这种模式下，当负载均衡设备收到源为Client的IP，目的ip为本地VIP地址的报文时，会将报文根据负载均衡策略和监控状况发送给最优的RS设备上，继而RS设备会收到目的为本地ip，源为Client的实际ip的请求报文，然后RS将会直接回应此请求，报文的目的ip地址为Client的ip地址，当负载均衡设备收到此报文后，将源ip地址修改为VIP地址，然后将报文发送给Client。

第三种：三角模式

在三角模式下，当客户端发送请求到负载设备上时，负载均衡设备会计算出最优RS，然后直接根据MAC地址将报文转发给RS，在RS上配置报文的源ip为VIP地址，因此在这种情况下，RS会直接将报文发送给Client，即使回复报文经过负载均衡设备，此设备不做任何处理。由于报文在整个过程中传输途径类似于三角形，因此称之为三角模式。

“负载均衡”的意思是指建立在现有的网络结构之上，提供了一个便宜有效透明的方法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。英文名称为Load Balance，其意思就是分摊到多个操作单元上进行执行，例如Web服务器、FTP服务器、企业关键应用服务器和其它关键任务服务器等，从而共同完成工作任务。

“负载均衡”的优势：增加带宽叠加； 支持线路备份； 解决南北互通问题； 拥有多项先进的技术 ；保障关键任务

功能 ：·会话保持设置，保障业务延续性、可用性

·分发互联网的流量，解决南北互通

·链路备份，提高链路冗余

·带宽叠加，减少互联网接入的成本

·链路自动探测纠错与健康检查

四个分类：软件； 硬件； 本地； 布局

F5负载均衡是一款高性能的负载均衡设备，它可以将网络流量分配到多个服务器上，从而提高系统的可用性和性能。在本文中，我们将介绍F5负载均衡的基础知识和配置方法。

什么是F5负载均衡？

F5负载均衡是一种网络设备，它可以将网络流量分配到多个服务器上，从而提高系统的可用性和性能。F5负载均衡可以实现多种负载均衡算法，如轮询、加权轮询、最少连接等，以满足不同场景下的负载均衡需求。

如何配置F5负载均衡？

配置F5负载均衡需要以下步骤：

1连接F5负载均衡设备

首先，需要通过SSH或Web界面连接到F5负载均衡设备。通过SSH连接时，需要使用管理员账号和密码进行身份验证。

2创建虚拟服务器

在F5负载均衡中，虚拟服务器是负载均衡的核心概念。虚拟服务器可以将流量分配到多个后端服务器上。在F5负载均衡中，需要先创建虚拟服务器，然后再将其绑定到后端服务器上。

3配置虚拟服务器

在创建虚拟服务器后，需要对其进行配置。配置虚拟服务器包括以下步骤：

-指定虚拟服务器的IP地址和端口号；

-指定虚拟服务器的负载均衡算法；

-指定虚拟服务器的会话保持方式；

-指定虚拟服务器的健康检查方式。

4添加后端服务器

在配置虚拟服务器后，需要将其绑定到后端服务器上。在F5负载均衡中，可以通过IP地址、主机名或域名来添加后端服务器。添加后端服务器后，需要对其进行健康检查，以确保其正常运行。

5配置池

在将虚拟服务器绑定到后端服务器上后，需要创建池。池是一组后端服务器的集合，它们共享同一个IP地址和端口号。在配置池时，需要指定负载均衡算法和会话保持方式。

6配置健康检查

在配置池后，需要对其进行健康检查。健康检查可以检测后端服务器的状态，并将不可用的服务器从池中删除。在F5负载均衡中，可以使用ICMP、TCP、HTTP等方式进行健康检查。

7配置SNAT

在配置F5负载均衡时，需要考虑源地址转换（SNAT）的问题。如果不进行SNAT配置，那么后端服务器将无法正确地识别客户端的IP地址。在F5负载均衡中，可以通过SNAT池来实现源地址转换。

8配置SSLoffload

在配置F5负载均衡时，需要考虑SSL卸载（SSLoffload）的问题。SSL卸载可以将SSL加密的流量解密后再进行负载均衡，从而提高系统的性能。在F5负载均衡中，可以通过SSL证书、SSL配置文件等方式来实现SSL卸载。

负载均衡架构部分转自 58沈剑 [架构师之路]( https://mpweixinqqcom/s

负载均衡： 是分布式系统架构设计中必须考虑的因素之一，它通常是指，将请求/数据均匀分摊到多个操作单元上执行，负载均衡的关键在于均匀

常见的负载均衡方案：

客户端层到反向代理层的负载均衡，是通过“DNS轮询”实现的：DNS-server对于一个域名配置了多个解析ip，每次DNS解析请求来访问DNS-server，会轮询返回这些ip，保证每个ip的解析概率是相同的。这些ip就是nginx的外网ip，以做到每台nginx的请求分配也是均衡的。

反向代理层到站点层的负载均衡，是通过“nginx”实现的。通过修改nginxconf，可以实现多种负载均衡策略：

站点层到服务层的负载均衡，是通过“服务连接池”实现的。

上游连接池会建立与下游服务多个连接，每次请求会“随机”选取连接来访问下游服务。（也即是rpc框架实现的）

在数据量很大的情况下，由于数据层（db，cache）涉及数据的水平切分，所以数据层的负载均衡更为复杂一些，它分为“数据的均衡”，与“请求的均衡”。

数据的均衡是指 ：水平切分后的每个服务（db，cache），数据量是差不多的。

请求的均衡是指 ：水平切分后的每个服务（db，cache），请求量是差不多的。

（1）按照range水平切分

（2）按照id哈希水平切分

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常见的负载均衡系统包括 3 种：DNS 负载均衡、硬件负载均衡和软件负载均衡。

硬件负载均衡是通过单独的硬件设备来实现负载均衡功能，这类设备和路由器、交换机类似，可以理解为一个用于负载均衡的基础网络设备。比如业界非常出名的F5

缺点：

（1）价格实在非常昂贵

（2）扩展性不强

软件负载均衡通过负载均衡软件来实现负载均衡功能，常见的有 Nginx 和 LVS。

nginx和F5： https://blogcsdnnet/chabale/article/details/8956717

nginx和lvs比较： https://blog51ctocom/hzcto/2086691

lvs： https://wwwcnblogscom/liwei0526vip/p/6370103html

ELB： https://awsamazoncom/cn/elasticloadbalancing/

SLB： https://helpaliyuncom/product/27537html

题目：日活跃用户 1000 万的论坛的负载均衡集群，该如何设计呢？

（1）评估流量

1000万DAU，换算成秒级（一天12小时），平均约等于232。

考虑每个用户操作次数，假定10，换算成平均QPS=2320。

考虑峰值是均值倍数，假定5，换算成峰值QPS=11600。

考虑静态资源、资源、服务拆分等，流量放大效应，假定10，QPS 10=116000。

（2）容量规划

考虑高可用、异地多活，QPS 2=232000。

考虑未来半年增长，QPS15=348000。

（3）方案设计

可以用三级导流：

第一级，DNS，确定机房，以目前量级，可以不考虑。

第二级，确定集群，扩展优先，则选Haproxy/LVS，稳定优先则选F5。

第三级，Nginx+KeepAlived，确定实例。

（4）架构图

接入层技术：

缺点：

优点：

缺点：

优点：

缺点：

缺点：

nginx毕竟是软件，性能比tomcat好，但总有个上限，超出了上限，还是扛不住。lvs就不一样了，它实施在操作系统层面；f5的性能又更好了，它实施在硬件层面；它们性能比nginx好很多，例如每秒可以抗10w，这样可以利用他们来扩容。

999999%的公司到这一步基本就能解决接入层高可用、扩展性、负载均衡的问题。 假设还扛不住的话，就要考虑使用硬件设备f5等。如果还是扛不住，那么只有DNS来扩容了。

水平扩展，才是解决性能问题的根本方案，能够通过加机器扩充性能的方案才具备最好的扩展性。 facebook，google，baidu的PV是不是超过80亿呢，它们的域名只对应一个ip么，终点又是起点，还是得通过DNS轮询来进行扩容：

比如购买了阿里云或者aws。那么基本会使用云厂商提供的负载均衡中间件，比如aws（elb）、阿里云（slb）。这个负载均衡软件可以认为是 lvs+keepalived的高可用负载均衡服务

后端的service有可能部署在硬件条件不同的服务器上：

1）如果对标最低配的服务器“均匀”分摊负载，高配的服务器的利用率不足；

2）如果对标最高配的服务器“均匀”分摊负载，低配的服务器可能会扛不住；

（1）通过“静态权重”标识service的处理能力

优点： 简单，能够快速的实现异构服务器的负载均衡。

缺点： 权重是固定的，无法自适应动态调整，而很多时候，服务器的处理能力是很难用一个固定的数值量化。

（2）通过“动态权重”标识service的处理能力

提问：通过什么来标识一个service的处理能力呢？

回答：其实一个service能不能处理得过来，能不能响应得过来，应该由调用方说了算。调用服务，快速处理了，处理能力跟得上；调用服务，处理超时了，处理能力很有可能跟不上了。

动态权重设计：

例如：

（1）设置一个阈值，超过阈值直接丢弃

（2）借助“动态权重”来实施过载保护

案例策略：

1）service的负载均衡、故障转移、超时处理通常是RPC-client连接池层面来实施的

2）异构服务器负载均衡，最简单的方式是静态权重法，缺点是无法自适应动态调整

3）动态权重法，可以动态的根据service的处理能力来分配负载，需要有连接池层面的微小改动

4）过载保护，是在负载过高时，service为了保护自己，保证一定处理能力的一种自救方法

5）动态权重法，还可以用做service的过载保护