负载均衡有哪几种实现方式？

- 日理万妓 2023-10-11 17:53 45阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  1.HTTP 重定向负载均衡
 *  2.DNS 负载均衡
 *  3.反向代理负载均衡
 *  4.IP 层负载均衡
 *  5.数据链路层负载均衡

负载均衡是集群的一种应用。通过流量的分摊，从而提高并发处理能力，一般我们指web负载均衡，下面我们去探讨一下负载均衡有多少种方式呢？

首先我们要明确一点：负载均衡是为了解决什么问题？

> 把用户的请求分发到多太服务器，解决高并发的问题

![在这里插入图片描述][12ad0bbf36aa42dcb5356a365dfca136.png_pic_center]

## 1.HTTP 重定向负载均衡 ##

![在这里插入图片描述][a9db1eaea516407cbe43e64573c5ae80.png_pic_center]

负载均衡过程如上图：  
1、请求到负载均衡服务器；  
2、根据均衡算法，返回 403，重定向到实际负责计算的服务器 IP 到浏览器；  
3、然后浏览器直接请求实际负责计算的服务器；  
4、最后实际负责计算的服务器相应到客户端浏览器；

缺点  
1、请求经过两次服务器（负载均衡服务器，实际计算服务器），增加了相应时间；  
2、暴露了实际负载的服务器公网 IP 到浏览器，安全性比较低；

Java 实现代码

response.sendRedirct("http://127.0.0.1/service?param=a");

## 2.DNS 负载均衡 ##

![在这里插入图片描述][12098b4843294797b04317e74d3114fa.png_pic_center]

负载均衡过程如上图  
1、用户请求域名，请求到 DNS 服务器；  
2、DNS 服务器返回解析的 IP 地址到客户端，并不暴露到浏览器进行重定向；  
3、客户端拿到返回的负责计算的服务器 IP，请求服务器；  
4、计算服务器返回相应信息；

改进  
1、不用每次都请求负载的 IP，可以缓存起来，重复使用，提供性能；  
2、DNS 不用暴露实际计算的服务器 IP（不是采用重定向的方式暴露在浏览器，而是做了二次负载均衡，内网的 IP 不会暴露出来），安全性略好；

> 异地多活采用这种方式，一个 IP 解析到不同区域的 IP，实现第一层的负载均衡，然后基于区域 IP 做二次负载均衡；

## 3.反向代理负载均衡 ##

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负载均衡过程如上图  
1、客户端发起请求到负载均衡服务器，负载均衡服务器根据算法得到负载的 IP；  
2、负载均衡服务器构造请求，请求内网负载的计算服务器；  
3、计算服务器返回相应结果到负载均衡服务器；  
4、负载均衡服务器返回相应结果到客户端；  
比如 **nginx、apache**

缺点  
1、基于 HTTP 层做的负载均衡，是一个比较重的协议，效率略低；  
2、一般适合比较小的集群，10 + 规模；

## 4.IP 层负载均衡 ##

![在这里插入图片描述][2d6b5937d7b74e8280503210ce86ac7d.png_pic_center]

对网络层的 IP 地址进行替换，不需要在 HTTP 层进行工作，直接在操作系统内核的 IP 数据包中替换地址，效率比 HTTP 层反向代理高；

负载均衡过程如上图  
1、客户端请求负载均衡服务器；  
2、负载均衡服务器修改目的 IP 为内网机器的 IP；  
3、内网机器计算完毕，相应的 IP 改为服务器均衡服务器 IP 的内网地址；  
4、负载均衡服务器修改相应的 IP 为自己的外网 IP，返回结果到客户端；

缺点  
请求和相应都需要经过负载均衡服务器进行 IP 层替换，相应数据会成为后期的瓶颈；

## 5.数据链路层负载均衡 ##

![在这里插入图片描述][162bbecca6864260a8de311d6c74b757.png_pic_center]

解决相应数据量过大效率低的问题，通过修改数据链路层的 mac 地址，IP 使用的是虚拟 IP，来实现负载均衡；

负载均衡过程如上图  
1、客户端请求负载均衡服务器；  
2、负载均衡服务器替换 mac 地址为计算服务器，IP 为负载均衡服务器 IP；  
3、计算服务器直接响应数据到客户端；

这种负载均衡方式吞吐量最高，大型互联网公司都是采用这种负载均衡的方式；  
LVS 负载均衡(Linux Virtual Server)是结合了 IP 层和数据链路的负载均衡方式，IPVS是其具体的实现模块；Linux 通过配置可以实现这两种负载均衡的方式。

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