Internet的快速增長使前端接入服務(wù)器，尤其是多媒體網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和Web服務(wù)器等，面對的訪問者數(shù)量快速增加，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器需要具備提供大量并發(fā)訪問服務(wù)的能力，在每天高達(dá)數(shù)百萬次的Web請求訪問的情況下，服務(wù)器的CPU和I/O處理能力很快會成為瓶頸。但是，簡單地提高硬件性能，并不能真正解決這個(gè)問題，因?yàn)閱闻_服務(wù)器的性能總是有限的。獲取信息的速度已經(jīng)成為制約Internet發(fā)展的重要因素。如何在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源下提高用戶獲取信息的速度，已成為困擾眾多數(shù)據(jù)中心、ISP和企業(yè)的一大難題。

負(fù)載均衡是建立在現(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)擁塞問題，服務(wù)就近提供，實(shí)現(xiàn)地理位置無關(guān)性；為用戶提供更好的訪問質(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。

現(xiàn)在許多交換機(jī)提供第四層交換功能，可以將一個(gè)外部IP地址映射為多個(gè)內(nèi)部IP地址，對每次TCP連接請求動態(tài)使用其中一個(gè)內(nèi)部地址，達(dá)到負(fù)載均衡的目的。有的協(xié)議內(nèi)部支持與負(fù)載均衡相關(guān)的功能，例如HTTP協(xié)議中的重定向能力。Web內(nèi)容交換技術(shù)，即URL交換或七層交換技術(shù)，提供了一種對訪問流量的高層控制方式。因?yàn)榇笮途W(wǎng)站的訪問量較大,采用負(fù)載均衡交換機(jī)之后，實(shí)現(xiàn)了本地多臺服務(wù)器的負(fù)載均衡，保證了系統(tǒng)在高峰時(shí)期的處理能力。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了服務(wù)器的冗余，并且方便了系統(tǒng)的維護(hù)和管理。

對一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡應(yīng)用，可以從網(wǎng)絡(luò)的不同層次入手，具體情況要看對網(wǎng)絡(luò)瓶頸所在之處的具體分析，大體上不外乎從傳輸鏈路聚合、采用更高層網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)和設(shè)置服務(wù)器集群策略三個(gè)角度實(shí)現(xiàn)。大型的網(wǎng)絡(luò)一般都是由大量專用技術(shù)設(shè)備組成的，如包括防火墻、路由器、第2層/3層交換機(jī)、負(fù)載均衡設(shè)備、緩沖服務(wù)器和Web服務(wù)器等。如何將這些技術(shù)設(shè)備有機(jī)地組合在一起，是一個(gè)直接影響到網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵性問題?；谒膶咏粨Q技術(shù)的負(fù)載均衡，這種技術(shù)是在第四層交換機(jī)上設(shè)置Web服務(wù)的虛擬IP地址，這個(gè)虛擬IP地址是DNS服務(wù)器中解析到的Web服務(wù)器的IP地址，對客戶端是可見的。當(dāng)客戶訪問此Web應(yīng)用時(shí)，客戶端的Http請求會先被第四層交換機(jī)接收到，它將基于第四層交換技術(shù)實(shí)時(shí)檢測后臺Web服務(wù)器的負(fù)載，根據(jù)設(shè)定的算法進(jìn)行快速交換。常見的算法有輪詢、加權(quán)、最少連接、隨機(jī)和響應(yīng)時(shí)間等?；谄邔咏粨Q技術(shù)的負(fù)載均衡 ，這種技術(shù)主要用于實(shí)現(xiàn)Web應(yīng)用的負(fù)載平衡和服務(wù)質(zhì)量保證。它與第四層交換機(jī)比較起來有許多優(yōu)勢：第七層交換機(jī)不僅能檢查TCP/IP數(shù)據(jù)包的TCP和UDP端口號，從而轉(zhuǎn)發(fā)給后臺的某臺服務(wù)器來處理，而且能從會話層以上來分析Http請求的URL，根據(jù)URL的不同將不同的Http請求交給不同的服務(wù)器來處理，甚至同一個(gè)URL請求可以讓多個(gè)服務(wù)器來響應(yīng)以分擔(dān)負(fù)載，它實(shí)際上要與服務(wù)器建立多個(gè)會話連接，得到多個(gè)對象。

因此我們在引入交換機(jī)應(yīng)用某種負(fù)載均衡方案時(shí)，首先要確定當(dāng)前及將來的應(yīng)用需求，然后在成本與收益之間做出權(quán)衡。無論采用哪種負(fù)載均衡方案，都必須重點(diǎn)考慮以下問題：

性能：

性能是引入均衡方案時(shí)需要重點(diǎn)考慮的問題，但也是一個(gè)最難把握的問題。性能的優(yōu)劣與負(fù)載均衡交換機(jī)的處理能力、采用的均衡策略息息相關(guān)，并且有兩點(diǎn)需要注意：均衡方案對服務(wù)器群整體性能的改善，這是響應(yīng)客戶端連接請求速度的關(guān)鍵；負(fù)載均衡設(shè)備自身的性能，避免有大量連接請求時(shí)自身性能不足而成為服務(wù)瓶頸。

可擴(kuò)展性：

合適的均衡解決方案應(yīng)能均衡不同操作系統(tǒng)和硬件平臺之間的負(fù)載，能均衡HTTP、郵件、新聞、代理、數(shù)據(jù)庫、防火墻和 Cache等不同服務(wù)器的負(fù)載，并且能以對客戶端完全透明的方式動態(tài)增加或刪除某些資源。

靈活性：

均衡解決方案應(yīng)能靈活地提供不同的應(yīng)用需求，滿足應(yīng)用需求的不斷變化。在不同的服務(wù)器群有不同的應(yīng)用需求時(shí)，應(yīng)有多樣的均衡策略提供更廣泛的選擇。

可靠性：

在對服務(wù)質(zhì)量要求較高的站點(diǎn)，負(fù)載均衡解決方案應(yīng)能為服務(wù)器群提供完全的容錯(cuò)性和高可用性。但在負(fù)載均衡設(shè)備自身出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)該有良好的冗余解決方案，提高可靠性。

易管理性：

不管是通過軟件還是硬件方式的均衡解決方案，我們都希望它有靈活、直觀和安全的管理方式，這樣便于安裝、配置、維護(hù)和監(jiān)控，提高工作效率，避免差錯(cuò)。