服务器方面的负载平衡，负载平衡如何工作？

无论您处于哪种情况，都不需要平衡负载吗？保持平衡是一个适用于我们所做的几乎所有事情的概念，无论我们是否意识到这一点。以平衡为例，很多职场文化都关注平衡的概念。对于这个讨论，我指的是一个人的职业和个人生活之间的和谐。如果职业和个人生活不平衡，那么其中一件事就应该受到阻碍。

同样，平衡在服务器管理或虚拟主机. 当您托管网站或处理服务器时，平衡确实是必不可少的。“负载平衡”这个词近来有传言，但很少有人真正理解它的含义或它为何如此重要。

服务器方面的负载平衡/专用服务器

负载均衡是在多个物理服务器之间智能分配流量以最大化资源利用率的过程。换句话说，在两台或多台计算机/服务器之间共享计算工作负载的过程就是负载平衡。这基本上可以最大限度地减少每台服务器上的负载并提高其效率，从而实现更快的性能和更低的延迟。大多数 Internet 应用程序都需要负载平衡才能准确工作。

负载平衡如何工作？

负载均衡器是处理负载均衡的工具或程序。负载平衡器由硬件或软件组成。基于软件的负载均衡器可以在服务器、虚拟机或云中运行，而硬件负载均衡器需要安装专门的负载均衡设备。负载平衡是内容交付网络 (CDN) 的常见功能。

硬件与软件负载均衡器

以下是基于硬件的负载均衡器的工作原理：

• 它们通常是高性能设备，可以安全地处理来自各种来源的数千兆位流量。
• 这些设备中包含内置虚拟化功能，允许将多个虚拟负载平衡器实例整合到同一硬件上。
• 硬件负载均衡器支持更灵活的多租户设计和完整的租户隔离。

以下是基于软件的负载均衡器的工作原理：

• 可以完全替代负载平衡硬件，同时保持类似的功能和灵活性。
• 它们可以在流行的虚拟机管理程序、容器中或作为 Linux 进程运行裸机服务器以最小的开销。它们可以根据用例和技术需求进行高度定制。
• 帮助节省硬件空间和金钱。

负载均衡器将每个来自用户的请求分配给一个精确的服务器，并且这个过程针对每个请求重复。负载均衡器使用多种算法来确定哪个服务器应该处理每个请求。

负载均衡算法分为两部分：

• 静态负载均衡算法
• 动态负载均衡算法

静态负载均衡算法

静态负载平衡技术在不考虑系统当前状态的情况下分配工作负载。静态负载均衡器无法知道哪些服务器运行缓慢，哪些服务器未得到充分利用。相反，它根据预定义的时间表分配职责。尽管静态负载平衡很容易设置，但它可能会导致效率低下。

动态负载均衡算法

动态负载平衡方法会考虑每台服务器的当前可用性、工作负载和运行状况。这些算法将流量从过度拥挤或性能不佳的服务器重定向到未充分利用的服务器，从而确保公平和高效的分配。另一方面，动态负载平衡设置起来更复杂。服务器可用性由多种因素决定，包括每台服务器的运行状况和整体容量、分布式任务的数量等。动态负载均衡算法有很多种，如最小连接、加权最小连接、基于资源等。

一些负载均衡算法

循环法：循环法是最简单的平衡技术。请求被一一转发到架构中的每台服务器，确保流量公平分布。当算法遍历整个实例/服务器列表时，它会返回列表顶部并重新开始。

最少连接方法：最少连接技术是一种默认的负载平衡机制，它将传入请求发送到具有最少活动连接的服务器。这是默认的负载平衡方法，因为它在大多数情况下提供了最佳性能。最少连接技术适用于服务器参与时间（连接处于活动状态的时间长度）变化的情况。

加权最小连接：加权最小连接方法也可以通过循环方法（称为加权循环方法）访问，允许每个服务器被授予优先级状态。

源 IP 哈希：当负载均衡器使用源 IP 哈希时，来自单个 IP 地址的每个请求都会被赋予一个密钥，然后将其分配给服务器。源 IP 哈希不仅可以在基础架构中公平地分配流量，还可以确保服务器的一致性。一旦发布，唯一的 IP 将始终连接到同一台服务器。

网址哈希：URL 哈希技术根据请求的 IP 而不是到达的 IP 分配密钥。

最短响应时间方法：最短响应时间技术与最少连接方法一样，根据服务器上的连接数以及最低平均响应时间分配请求，通过集成两个级别的平衡来降低负载。

带宽和数据包方法：虚拟服务器平衡的带宽和数据包方法根据哪个服务器处理最少的流量（带宽）将请求分配给负载平衡器。

自定义加载：自定义加载方法需要使用负载监视器。它根据各种服务器特征（包括 CPU 利用率、内存和响应时间等）分配请求。

最少待处理请求 (LPR)：HTTP/S 请求被监控并使用最少挂起请求技术传送到最可用的服务器。LPR 技术可以同时管理大量请求，同时跟踪每个服务器的可用性。

负载平衡的使用

Web 应用程序经常使用负载平衡。负载均衡器（软件和基于云的辅助工具）在托管应用程序的服务器之间平均分配 Internet 流量。全局服务器负载平衡 (GSLB) 是云负载平衡系统的一项功能，允许它们在全球范围内平衡服务器之间的 Internet 流量负载。

负载平衡在本地网络中也很普遍，例如数据中心和大型办公综合体。传统上，使用诸如应用交付控制器 (ADC) 或专用负载平衡设备之类的硬件设备。

服务器监控

动态负载平衡器必须了解服务器的健康状况，包括它们的当前状态、性能等。服务器运行状况监控由动态负载平衡器定期执行。负载平衡器向运行不佳的服务器或服务器组发送的流量较少。每当一个服务器或一组服务器完全发生故障时，负载均衡器会将流量重新路由到另一组服务器，这一过程称为“故障转移”。

究竟什么是故障转移？

当服务器停止工作并且负载平衡器将其常规活动转移到不同的服务器或一组服务器时，就会发生故障转移。服务器故障转移对于正常运行时间至关重要：没有它，服务器崩溃可能会导致网站或服务停止。故障转移必须及时进行，以免停机。

最后，关于负载平衡的一句话

无论您的目标是什么，如果您已经超过了单个 Web 服务器（或即将），您将从负载均衡器中受益，因为它将使您的网站和数据保持可用、运行和性能最佳。即使您选择托管系统而不是自己实施它，了解您的需求、现有系统以及您最终想要去哪里也可以帮助您做出更明智的业务决策。