web服務器負載均衡與集羣基本概念二

  前面已經說過負載均衡的做用是在多個節點之間按照必定的策略（算法）分發網絡或計算處理負載。負載均衡能夠採用軟件和硬件來實現。通常的框架結構能夠參考下圖。
   

 後臺的多個Web節點上面有相同的Web應用，用戶的訪問請求首先進入負載均衡分配節點(多是軟件或者硬件)，由它根據負載均衡策略（算法）合理地分配給某個Web應用節點。每一個Web節點相同的內容作起來不難，因此選擇負載均衡策略（算法）是個關鍵問題。下面會專門介紹均衡算法。

  web負載均衡的做用就是把請求均勻的分配給各個節點，它是一種動態均衡，經過一些工具實時地分析數據包，掌握網絡中的數據流量情況，把請求理分配出去。對於不一樣的應用環境（如電子商務網站，它的計 算負荷大；再如網絡數據庫應用，讀寫頻繁，服務器的存儲子系統系統面臨很大壓力；再如視頻服務應用，數據傳輸量大，網絡接口負擔重壓。），使用的均衡策略(算法)是不一樣的。 因此均衡策略（算法）也就有了多種多樣的形式，廣義上的負載均衡既能夠設置專門的網關、負載均衡器，也能夠經過一些專用軟件與協議來實現。在OSI七層協議模型中的第二（數據鏈路層）、第三（網絡層）、第四（傳輸層）、第七層（應用層）都有相應的負載均衡策略（算法），在數據鏈路層上實現負載均衡的原理是根據數據包的目的MAC地址選擇不一樣的路徑；在網絡層上可利用基於IP地址的分配方式將數據流疏通到多個節點；而傳輸層和應用層的交換（Switch），自己即是一種基於訪問流量的控制方式，可以實現負載均衡。
   目前，基於負載均衡的算法主要有三種：輪循（Round-Robin）、最小鏈接數（Least Connections First），和快速響應優先（Faster Response Precedence）。
  ①輪循算法，就是未來自網絡的請求依次分配給集羣中的節點進行處理。
  ②最小鏈接數算法，就是爲集羣中的每臺服務器設置一個記數器，記錄每一個服務器當前的鏈接數，負載均衡系統老是選擇當前鏈接數最少的服務器分配任務。 這要比"輪循算法"好不少，由於在有些場合中，簡單的輪循不能判斷哪一個節點的負載更低，也許新的工做又被分配給了一個已經很忙的服務器了。
  ③快速響應優先算法，是根據羣集中的節點的狀態（CPU、內存等主要處理部分）來分配任務。 這一點很難作到，事實上到目前爲止，採用這個算法的負載均衡系統還不多。尤爲對於硬件負載均衡設備來講，只能在TCP/IP協議方面作工做，幾乎不可能深刻到服務器的處理系統中進行監測。可是它是將來發展的方向。

  
 上面是負載均衡經常使用的算法，基於以上負載均衡算法的使用方式上，又分爲以下幾種：

  一、DNS輪詢
   最先的負載均衡技術是經過DNS來實現的，在DNS中爲多個地址配置同一個名字，於是查詢這個名字的客戶機將獲得其中一個地址，從而使得不一樣的客戶訪問不一樣的服務器，達到負載均衡的目的。 

　　 DNS負載均衡是一種簡單而有效的方法，可是它不能區分服務器的差別，也不能反映服務器的當前運行狀態。當使用DNS負載均衡的時候，必須儘可能保證不一樣的 客戶計算機能均勻得到不一樣的地址。因爲DNS數據具有刷新時間標誌，一旦超過這個時間限制，其餘DNS服務器就須要和這個服務器交互，以從新得到地址數 據，就有可能得到不一樣IP地址。所以爲了使地址能隨機分配，就應使刷新時間儘可能短，不一樣地方的DNS服務器能更新對應的地址，達到隨機得到地址，然而將過 期時間設置得太短，將使DNS流量大增，而形成額外的網絡問題。DNS負載均衡的另外一個問題是，一旦某個服務器出現故障，即便及時修改了DNS設置，仍是 要等待足夠的時間（刷新時間）才能發揮做用，在此期間，保存了故障服務器地址的客戶計算機將不能正常訪問服務器
  二、反向代理服務器
    使用代理服務器，能夠將請求轉發給內部的服務器，使用這種加速模式顯然能夠提高靜態網頁的訪問速度。然而，也能夠考慮這樣一種技術，使用代理服務器將請求均勻轉發給多臺服務器，從而達到負載均衡的目的。 

　　 這種代理方式與普通的代理方式有所不一樣，標準代理方式是客戶使用代理訪問多個外部服務器，而這種代理方式是代理多個客戶訪問內部服務器，所以也被稱爲反向代理模式。雖然實現這個任務並不算是特別複雜，然而因爲要求特別高的效率，實現起來並不簡單。 

　　 使用反向代理的好處是，能夠將負載均衡和代理服務器的高速緩存技術結合在一塊兒，提供有益的性能。然而它自己也存在一些問題，首先就是必須爲每一種服務都專門開發一個反向代理服務器，這就不是一個輕鬆的任務。 

　　 代理服務器自己雖然能夠達到很高效率，可是針對每一次代理，代理服務器就必須維護兩個鏈接，一個對外的鏈接，一個對內的鏈接，所以對於特別高的鏈接請求， 代理服務器的負載也就很是之大。反向代理方式下能應用優化的負載均衡策略，每次訪問最空閒的內部服務器來提供服務。可是隨着併發鏈接數量的增長，代理服務 器自己的負載也變得很是大，最後反向代理服務器自己會成爲服務的瓶頸。
  
  三、地址轉換網關
    支持負載均衡的地址轉換網關，能夠將一個外部IP地址映射爲多個內部IP地址，對每次TCP鏈接請求動態使用其中一個內部地址，達到負載均衡的目的。不少 硬件廠商將這種技術集成在他們的交換機中，做爲他們第四層交換的一種功能來實現，通常採用隨機選擇、根據服務器的鏈接數量或者響應時間進行選擇的負載均衡 策略來分配負載。因爲地址轉換相對來說比較接近網絡的低層，所以就有可能將它集成在硬件設備中，一般這樣的硬件設備是局域網交換機。