负载均衡是什么？有什么用

负载均衡实际上是一种网络技术，主要是基于现有的网络结构，增加吞吐量加强网络数据处理能力、提高应用系统的灵活和可用性。它可以优化算法，支持轮询均衡（Round Robin）、最少连接数均衡（Least Connection）和Sourse IP 等转发策略，合理分配用户流量。同时后端HTTP、TCP健康检查，一旦发现后端服异常，自动暂停分发。正常后自动启用，保证可用性。当局部节点出现故障，其余节点仍可支持用户访问。消除单点故障，保障网站的可靠性。就是可以提升企业业务系统的响应速度、保证业务系统的安全稳定，提升业务平台的可靠性，提升业务系统的伸缩性。华云的负载均衡技术就做的很好，今年还获得了可信云本地负载均衡认证。

负载均衡是一种技术，指通过某种算法实现负载分担的方法。通俗的讲就是统一分配请求的设备，负载均衡会统一接收全部请求，然后按照设定好的算法将这些请求分配给这个负载均衡组中的所有成员，以此来实现请求（负载）的均衡分配。

F5 BIG-IP LTM（本地流量管理器）是一台对流量和内容进行管理分配的设备。它提供12种灵活的算法将数据流有效地转发到它所连接的服务器群。而面对用户，只是一台虚拟服务器。用户此时只需访问定义于BIG-IP LTM上的一台服务器，即虚拟服务器（Virtual Server）。但他们的数据流却被BIG-IP灵活地均衡到所有的物理服务器。BIG-IP LTM可以通过多种负载均衡算法对流量进行分配，这些算法包括：

轮询（RoundRobin）

比率（Ratio）

优先权（Priority）

最少的连接方式（LeastConnection）

最快模式（Fastest）

观察模式（Observed）

预测模式（Predictive）

动态性能分配（DynamicRatio-APM）

动态服务器补充（DynamicServerAct）

服务质量（QoS）

服务类型（ToS）

规则模式 型号 吞吐量 配置 带机量 主要功能 F5Networks BIG-IP 1600 1Gbps 处理器：双CPU

内存：4GB

硬盘驱动器：160GB 4 降低服务器负载方面

内容转换

OneConnect

高速缓存

SSL加速和卸载

应用优化方面

智能应用交换

智能压缩

灵活的第7层速率整形

TCPExpress

iSessions

WAN优化模块(插件模块)

安全的应用方面

资源隐藏和内容安全

定制的应用攻击过滤

基础防火墙功能—数据包过滤

隔离协议攻击

网络攻击防护

有选择的加密

Cookie加密

高级SSL加密标准

先进的客户端验证模块(插件模块)

垃圾邮件过滤模块(插件模块)

协议安全模块(插件模块) F5Networks BIG-IP 3600 2Gbps 处理器：双CPU

内存：4GB

硬盘驱动器：160GB 8 F5Networks BIG-IP 3900 4Gbps 处理器：四核CPU

内存：8GB

硬盘驱动器：300GB 8 F5Networks BIG-IP 6900 6Gbps 处理器：双CPU，双核(4个处理器)

内存：8GB

硬盘驱动器：320GB 2 16 F5Networks BIG-IP 8900 12Gbps 处理器：双CPU，四核(8个处理器)

内存：16GB

硬盘驱动器：320GB 2 16

一、前言

在互联网雄起的时代，随着各个网络请求量的不断增大，利用负载分化请求量，从而达到优化硬件负荷量的目的，一般负载分为软件负载和硬件负载，比如软件中使用nginx等工具实现负载均衡，而F5负载均衡器就是硬件网络性能优化设备。

二、何为负载均衡器

那么什么是F5负载均衡器呢，通俗的讲就是将客户端请求量通过F5负载到各个服务器，增加吞吐量，从而降低服务器的压力，他不同于交换机、路由器这些网络基础设备，而是建立在现有网络结构上用来增加网络带宽和吞吐量的的硬件设备

三、工作原理

1、客户发出服务请求到VIP

2、BIGIP接收到请求，将数据包中目的IP地址改为选中的后台服务器IP地址，然后将数据包发出到后台选定的服务器

3、后台服务器收到后，将应答包按照其路由发回到BIGIP

4、BIGIP收到应答包后将其中的源地址改回成VIP的地址，发回客户端，由此就完成了一个标准的服务器负载平衡的流程。

四、负载均衡涉及到算法

轮询算法：按照顺序将每个请求分发到每个服务器，相当于ngixn负载的轮训算法一个道理，当其中某个服务器发生第二到第7层的故障，BIGIP就把其从顺序循环队列中拿出，不参与下一次的轮训。

比率：指的是给每个服务器分配一个加权值，类似于权重，轮训会根据和这个权重去访问具体要到哪台服务器。

优先权：给所有服务器分组，BIGIP用户的请求，分配给优先级最高的服务器组（在同一组内，采用轮询或比率算法，分配用户的请求）；当最高优先级中所有服务器出现故障，BIGIP才将请求送给次优先级的服务器组。

最快模式：传递连接给那些响应最快的服务器。当发生异常故障时，BIGIP就会将其拿出来作为当前相应服务器，此时就不参与其他用户的请求轮训分配。

观察模式：以连接数和相应时间为准，当放生故障时BIGIP会将其拿出来作为请求的相应服务器，并且也不参与其他用户请求，直至恢复正常为止。

预测模式：BIGIP利用收集到的服务器当前的性能指标，进行预测分析，选择一台服务器在下一个时间片内，其性能将达到最佳的服务器相应用户的请求。

动态性能分配:BIGIP收集到的应用程序和应用服务器的各项性能参数，动态调整流量分配。

动态服务器补充:当主服务器群中因故障导致数量减少时，动态地将备份服务器补充至主服务器群。

服务质量：按不同的优先级对数据流进行分配。

服务类型：按不同的服务类型（在Type of Field中标识）对数据流进行分配。

规则模式：针对不同的数据流设置导向规则，用户可自行编辑流量分配规则，BIGIP利用这些规则对通过的数据流实施导向控制。

五。结尾

总之F5负载均衡器涉及到的原理内容多而杂，重点用户硬件负载方面，目前理解到此，还有很多不足之处希望一起发文讨论。

想要合理分配你的两条宽带连接的负载时，您可以按照以下步骤进行设置：

确认网络设备支持：确保你使用的路由器或负载均衡器支持负载均衡功能。这可以通过查阅设备的技术规格或咨询供应商来确认。

连接网络设备：将你的两条宽带连接分别连接到路由器或负载均衡器的WAN口。确保两条宽带都成功连接到设备并获得了互联网连接。

配置负载均衡器：登录到负载均衡器的管理界面，根据设备的说明或用户手册，进行相关的配置。以下是一般步骤：

a 创建负载均衡策略：在负载均衡器的设置中，创建一个负载均衡策略。这个策略定义了如何分配流量到不同的宽带连接上。

b 定义带宽比例：根据你的宽带速度，设置带宽比例。在你的情况下，一路是1000兆宽带，另一路是200兆宽带，你可以设置一个5:1的比例。这意味着将有5/6的流量通过1000兆宽带，1/6的流量通过200兆宽带。

c 调整负载均衡算法：负载均衡器通常会使用一种算法来决定如何分配流量。根据你的需求，你可以选择合适的算法。常见的算法包括轮询、加权轮询、最小连接等。

d 配置其他参数：根据设备的要求，你可能需要进行其他相关的配置，例如连接超时时间、故障转移设置等。

测试和监控：完成配置后，进行测试以确保负载均衡正常工作。你可以使用多个设备同时进行网络活动，并通过监控工具来观察流量的分配情况和宽带利用率。

需要注意的是，负载均衡设置可能因设备和供应商而异，以上步骤仅供参考。确保在进行任何设置之前，详细阅读设备的文档和用户指南，并在需要时咨询网络专业人士以获取准确和具体的配置建议。

负载均衡算法有7种：完全随机算法、加权随机算法、完全轮询算法、加权轮询算法、平滑加权轮询算法、哈希算法、最小压力算法。360网神推出360新一代智慧防火墙，结合360在大数据安全、机器学习方面的负载均衡算法的七种（完全随机算法、加权随机算法、完全轮询算法、加权轮询算法、平滑加权轮询算法、哈希算法、最小压力算法），全新的防火墙产品为企业用户构建预测、检测、响应与溯源的一体化安全协同防御体系。

常见的有LVS、Nginx和HAProxy，者者介绍分别如下：

LVS：使用集群技术和Linux操作系统实现一个高性能、高可用的服务器，它具有很好的可伸缩性（Scalability)、可靠性（Reliability)和可管理性（Manageability)，感谢章文嵩博士为我们提供如此强大实用的开源软件。

LVS的特点是：

1、抗负载能力强、是工作在网络4层之上仅作分发之用，没有流量的产生，这个特点也决定了它在负载均衡软件里的性能最强的；

2、配置性比较低，这是一个缺点也是一个优点，因为没有可太多配置的东西，所以并不需要太多接触，大大减少了人为出错的几率；

3、工作稳定，自身有完整的双机热备方案；

4、无流量，保证了均衡器IO的性能不会收到大流量的影响；

5、应用范围比较广，可以对所有应用做负载均衡；

6、软件本身不支持正则处理，不能做动静分离。

Nginx的特点是：

1、工作在网络的7层之上，可以针对http应用做一些分流的策略；

2、Nginx对网络的依赖非常小；

3、Nginx安装和配置比较简单，测试起来比较方便；

4、可以承担高的负载压力且稳定，一般能支撑超过几万次的并发量；

5、Nginx可以通过端口检测到服务器内部的故障，比如根据服务器处理网页返回的状态码、超时等等；

6、Nginx仅能支持http和Email；

HAProxy的特点是：

1、HAProxy是支持虚拟主机的；

2、能够补充Nginx的一些缺点比如Session的保持，Cookie的引导等工作；

3、支持url检测后端的服务器出问题的检测会有很好的帮助；

4、它跟LVS一样，本身仅仅就只是一款负载均衡软件；

5、HAProxy可以对Mysql读进行负载均衡，对后端的MySQL节点进行检测和负载均衡，不过在后端的MySQL slaves数量超过10台时性能不如LVS；

6、HAProxy的算法多；

arr是Application Request Route的缩写。

Application Request Route（简称ARR）是一个寄宿于 IIS7（及以后的IIS 版本）的一个基于代理的模块，它可以通过判断 Http Headers，Server Variables 以及负载均衡算法将 HTTP 的请求转发到不同的处理服务器之上。

arr的特征

1、基于 HTTP 请求，做出的请求路由的决定

与硬件的负载均衡不同（在OSI 模型的 IP 层来决定请求的路由方式），ARR 是基于应用层来进行负载均衡的，因为在应用层可用的信息更多（其实谈到这里，是很有必要把负载均衡的原理讲清楚的，但是，因为本系列主要是讲述 ARR，所以，对于一些底层原理性的概念，不会做过多的涉及）。通过在ARR 中使用URL Rewrite Module，我们就可以实基于Http Headers 与 Server Variables 来实现个更强大的路由规则。

2、负载均衡算法

我们可以自己决定使用哪一种负载均衡算法来进行请求的路由，ARR提供了6 种算法。

3、健康检查

我们可以使用“实时通信”和“特定 URL 测试”来检查服务器的健康状况。并且，我们还可以通过使用很多的参数来决定到底什么样的状况才是健康的正常的服务器，例如，有人认为只要服务器是开启的，就是健康的；也有人认为，服务器开启，并且处理的请求没有超载是健康的，等等。另外，我们还可以通过使用自己的提供 Health Monitoring Provider 来实现自己的健康检查可能。

4、客户端亲缘性

关于亲缘性，相信大家不再陌生，我这里稍微的提一下：就是更加倾向于，或者喜欢那个。例如，在 SQL Server 中可以设置 CPU的亲缘性，，假设有四个 CPU，编号分别是A,B,C,D,我们SQL Server 的 CPU 亲缘性设置到 A 上，就是说: SQL Server 在处理请求的时候，更加喜欢把请求发送给编号为 A的CPU 来处理，当然也会将请求发送给其他的 CPU，但是 A的 CPU 处理请求的机会更多。

同理，在 ARR 中，可以通过设置客户端的亲缘性，ARR 主要是通过使用 Cookie 来实现的。至于如何实现的，其实也很简单，这里暂且不说。

5、宿主名亲缘性

理解了上面的“客户端亲缘性”，这里就更加容易理解了。“ 宿主名亲缘性”主要使用在共享服务器中的（很多人使用一台服务器，就是站点部署的时候，购买的是“虚拟地址空间”）。

6、服务器分组

ARR 可以管理很多的服务器组，其中每一组又包含多台服务器服。

7、 基于图形化界面的管理与健康

ARR 与 IIS 集成，并且，通过了可视化的，便于操作的可视化操作界面。

8、制定请求失败的跟踪规则

在 ARR 中，可以定义特定的跟踪规则，当请求处理失败之后查看跟踪信息，便于诊断。