負(fù)載均衡的出現(xiàn)，讓網(wǎng)絡(luò)大大地緩了一口氣。它的“擔(dān)當(dāng)”讓網(wǎng)絡(luò)更加高效，合理分配自己的信息，有條不絮地進(jìn)行著傳輸、收集和存儲(chǔ)。面對龐大的信息流量，負(fù)載均衡讓他們更加功能化和具體化。現(xiàn)在我們就來介紹一下負(fù)載均衡方式都有哪些吧。

負(fù)載均衡方式1.

基于特定服務(wù)器軟件的負(fù)載均衡(訪問重定向)
 
很多網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都支持"重定向"功能,例如在HTTP協(xié)議中支持 Location指令,接收到這個(gè)指令的瀏覽器將自動(dòng)重定向到Location指明的另一個(gè)URL上｡由于發(fā)送Location指令比起執(zhí)行服務(wù)請求,對 Web服務(wù)器的負(fù)載要小的多,因此可以根據(jù)這個(gè)功能來設(shè)計(jì)一種負(fù)載均衡的服務(wù)器｡任何時(shí)候Web服務(wù)器認(rèn)為自己負(fù)載較大的時(shí)候,它就不再直接發(fā)送回瀏覽器 請求的網(wǎng)頁,而是送回一個(gè) Locaction指令,讓瀏覽器去服務(wù)器集群中的其他服務(wù)器上獲得所需要的網(wǎng)頁｡
 
在這種方式下,服務(wù)器本身必須支持這種功能,然而具體實(shí)現(xiàn)起來卻有很多困難,例如一臺(tái)服務(wù)器如何能保證它重定向過的服務(wù)器是比較空閑的,并且不會(huì)再次發(fā)送 Location指令?Location指令和瀏覽器都沒有這方面的支持能力,這樣很容易在瀏覽器上形成一種死循環(huán)｡因此這種方式實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中并不多見, 使用這種方式實(shí)現(xiàn)的服務(wù)器集群軟件也較少｡有些特定情況下可以使用CGI(包括使用FastCGI或 mod_perl擴(kuò)展來改善性能)來模擬這種方式去分擔(dān)負(fù)載,而Web服務(wù)器仍然保持簡潔､高效的特性,此時(shí)避免Location循環(huán)的任務(wù)將由用戶的 CGI程序來承擔(dān)｡
 
負(fù)載均衡方式2.

基于DNS的負(fù)載均衡(多機(jī)單域名負(fù)載)
 
由于基于服務(wù)器軟件的負(fù)載均衡需要改動(dòng)軟件,因此常常是得不償失,負(fù)載均衡最好是在服務(wù)器軟件之外來完成,這樣才能利用現(xiàn)有服務(wù)器軟件的種種優(yōu)勢｡最早的 負(fù)載均衡技術(shù)是通過 DNS服務(wù)中的隨機(jī)名字解析來實(shí)現(xiàn)的,在DNS服務(wù)器中,可以為多個(gè)不同的地址配置同一個(gè)名字,而最終查詢這個(gè)名字的客戶機(jī)將在解析這個(gè)名字時(shí)得到其中的 一個(gè)地址｡因此,對于同一個(gè)名字,不同的客戶機(jī)會(huì)得到不同的地址,他們也就訪問不同地址上的Web服務(wù)器,從而達(dá)到負(fù)載均衡的目的｡
 
例如如果希望使用三個(gè)Web服務(wù)器來回應(yīng)對www.exampleorg.org.cn的HTTP請求,就可以設(shè)置該域的DNS服務(wù)器中關(guān)于該域的數(shù)據(jù)包括有與下面例子類似的結(jié)果:
 
www1 IN A 192.168.1.1
 
www2 IN A 192.168.1.2
 
www3 IN A 192.168.1.3
 
www IN CNAME www1
 
www IN CNAME www2
 
www IN CNAME www3
 
此后外部的客戶機(jī)就可能隨機(jī)的得到對應(yīng)www的不同地址,那么隨后的HTTP請求也就發(fā)送給不同地址了｡
 
DNS 負(fù)載均衡的優(yōu)點(diǎn)是簡單､易行,并且服務(wù)器可以位于互聯(lián)網(wǎng)的任意位置上,當(dāng)前使用在包括Yahoo在內(nèi)的Web站點(diǎn)上｡然而它也存在不少缺點(diǎn),一個(gè)缺點(diǎn)是為 了保證DNS數(shù)據(jù)及時(shí)更新,一般都要將DNS的刷新時(shí)間設(shè)置的較小,但太小就會(huì)造成太大的額外網(wǎng)絡(luò)流量,并且更改了DNS數(shù)據(jù)之后也不能立即生效;第二點(diǎn) 是DNS負(fù)載均衡無法得知服務(wù)器之間的差異,它不能做到為性能較好的服務(wù)器多分配請求,也不能了解到服務(wù)器的當(dāng)前狀態(tài),甚至?xí)霈F(xiàn)客戶請求集中在某一臺(tái)服 務(wù)器上的偶然情況｡#p#
 
負(fù)載均衡方式3.

反向代理負(fù)載均衡(緩沖池)
 
使用代理服務(wù)器可以將請求轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)部的Web服務(wù)器,使用這種加速模式顯然可以提升靜態(tài)網(wǎng)頁的訪問速度｡因此也可以考慮使用這種技術(shù),讓代理服務(wù)器將請求 均勻轉(zhuǎn)發(fā)給多臺(tái)內(nèi)部Web服務(wù)器之一上,從而達(dá)到負(fù)載均衡的目的｡這種代理方式與普通的代理方式有所不同,標(biāo)準(zhǔn)代理方式是客戶使用代理訪問多個(gè)外部Web 服務(wù)器,而這種代理方式是多個(gè)客戶使用它訪問內(nèi)部Web服務(wù)器,因此也被稱為反向代理模式｡
 
實(shí)現(xiàn)這個(gè)反向代理能力并不能算是一個(gè)特別復(fù)雜的任務(wù),但是在負(fù)載均衡中要求特別高的效率,這樣實(shí)現(xiàn)起來就不是十分簡單的了｡每針對一次代理,代理服務(wù)器就 必須打開兩個(gè)連接,一個(gè)為對外的連接,一個(gè)為對內(nèi)的連接,因此對于連接請求數(shù)量非常大的時(shí)候,代理服務(wù)器的負(fù)載也就非常之大了,在最后反向代理服務(wù)器會(huì)成 為服務(wù)的瓶頸｡例如,使用Apache的mod_rproxy模塊來實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡功能時(shí),提供的并發(fā)連接數(shù)量受Apache本身的并發(fā)連接數(shù)量的限制｡一 般來講,可以使用它來對連接數(shù)量不是特別大,但每次連接都需要消耗大量處理資源的站點(diǎn)進(jìn)行負(fù)載均衡,例如搜尋｡
 
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,具備額外的安全性,外部客戶不能直接訪問真實(shí)的服務(wù)器｡并 且實(shí)現(xiàn)起來可以實(shí)現(xiàn)較好的負(fù)載均衡策略,將負(fù)載可以非常均衡的分給內(nèi)部服務(wù)器,不會(huì)出現(xiàn)負(fù)載集中到某個(gè) 服務(wù)器的偶然現(xiàn)象｡
 
負(fù)載均衡方式4.

基于NAT的負(fù)載均衡技術(shù)(內(nèi)網(wǎng)cluster和四層交換)
 
網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換為在內(nèi)部地址和外部地址之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換,以便具備內(nèi)部地址的計(jì)算機(jī)能訪問外部網(wǎng)絡(luò),而當(dāng)外部網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)訪問地址轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)擁有的某一外部地址 時(shí),地址轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)能將其轉(zhuǎn)發(fā)到一個(gè)映射的內(nèi)部地址上｡因此如果地址轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)能將每個(gè)連接均勻轉(zhuǎn)換為不同的內(nèi)部服務(wù)器地址,此后外部網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)就各自與 自己轉(zhuǎn)換得到的地址上服務(wù)器進(jìn)行通信,從而達(dá)到負(fù)載分擔(dān)的目的｡
 
地址轉(zhuǎn)換可以通過軟件方式來實(shí)現(xiàn),也可以通過硬件方式來實(shí)現(xiàn)｡使用硬件方式進(jìn)行操作一般稱為交換,而當(dāng)交換必須保存TCP連接信息的時(shí)候,這種針對OSI 網(wǎng)絡(luò)層的操作就被稱為第四層交換｡支持負(fù)載均衡的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換為第四層交換機(jī)的一種重要功能,由于它基于定制的硬件芯片,因此其性能非常優(yōu)秀,很多交換機(jī) 聲稱具備400MB-800MB的第四層交換能力,然而也有一些資料表明,在如此快的速度下,大部分交換機(jī)就不再具備第四層交換能力了,而僅僅支持第三層 甚至第二層交換｡
 
然而對于大部分站點(diǎn)來講,當(dāng)前負(fù)載均衡主要是解決Web服務(wù)器處理能力瓶頸的,而非網(wǎng)絡(luò)傳輸能力,很多站點(diǎn)的互聯(lián)網(wǎng)連接帶寬總共也不過10MB,只有極少的站點(diǎn)能夠擁有較高速的網(wǎng)絡(luò)連接,因此一般沒有必要使用這些負(fù)載均衡器這樣的昂貴設(shè)備｡
 
使用軟件方式來實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換的負(fù)載均衡則要實(shí)際的多,除了一些廠商提供的解決方法之外,更有效的方法是使用免費(fèi)的自由軟件來完成這項(xiàng)任務(wù)｡其中包 括 Linux Virtual Server Project中的NAT實(shí)現(xiàn)方式,或者本文作者在FreeBSD下對natd的修訂版本｡一般來講,使用這種軟件方式來實(shí)現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換,中心負(fù)載均衡器存 在帶寬限制,在100MB的快速以太網(wǎng)條件下,能得到最快達(dá)80MB的帶寬,然而在實(shí)際應(yīng)用中,可能只 有40MB-60MB的可用帶寬｡
 
負(fù)載均衡方式5.

擴(kuò)展的負(fù)載均衡技術(shù)
 
上面使用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)負(fù)載分擔(dān),毫無疑問所有的網(wǎng)絡(luò)連接都必須通過中心負(fù)載均衡器,那么如果負(fù)載特別大,以至于后臺(tái)的服務(wù)器數(shù)量不再在是幾臺(tái)､十幾 臺(tái),而是上百臺(tái)甚至更多,即便是使用性能優(yōu)秀的硬件交換機(jī)也回遇到瓶頸｡此時(shí)問題將轉(zhuǎn)變?yōu)?如何將那么多臺(tái)服務(wù)器分布到各個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的多個(gè)位置,分散網(wǎng)絡(luò)負(fù) 擔(dān)｡當(dāng)然這可以通過綜合使用DNS和NAT兩種方法來實(shí)現(xiàn),然而更好的方式是使用一種半中心的負(fù)載均衡方式｡
 
在這種半中心的負(fù)載均衡方式下,即當(dāng)客戶請求發(fā)送給負(fù)載均衡器的時(shí)候,中心負(fù)載均衡器將請求打包并發(fā)送給某個(gè)服務(wù)器,而服務(wù)器的回應(yīng)請求不再返回給中心負(fù)載均衡器,而是直接返回給客戶,因此中心負(fù)載均衡器只負(fù)責(zé)接受并轉(zhuǎn)發(fā)請求,其網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)就較小了｡
 
這種方式的硬件實(shí)現(xiàn)方式也非常昂貴,但是會(huì)根據(jù)廠商的不同,具備不同的特殊功能,例如對SSL的支持等｡
 
由于這種方式比較復(fù)雜,因此實(shí)現(xiàn)起來比較困難,它的起點(diǎn)也很高,當(dāng)前情況下網(wǎng)站并不需要這么大的處理能力｡
 
比較上面的負(fù)載均衡方式,DNS最容易,也最常用,能夠滿足一般的需求｡但如果需要進(jìn)一步的管理和控制,可以選用反向代理方式或NAT方式,這兩種之間進(jìn) 行選擇主要依賴緩沖是不是很重要,最大的并發(fā)訪問數(shù)量是多少等條件｡而如果網(wǎng)站上對負(fù)載影響很厲害的CGI程序是由網(wǎng)站自己開發(fā)的,也可以考慮在程序中自 己使用Locaction來支持負(fù)載均衡｡半中心化的負(fù)載分擔(dān)方式至少在國內(nèi)當(dāng)前的情況下還不需要｡