web服务器负载均衡与集群基本概念二

  前面已经说过负载均衡的做用是在多个节点之间按照必定的策略（算法）分发网络或计算处理负载。负载均衡能够采用软件和硬件来实现。通常的框架结构能够参考下图。
   

 后台的多个Web节点上面有相同的Web应用，用户的访问请求首先进入负载均衡分配节点(多是软件或者硬件)，由它根据负载均衡策略（算法）合理地分配给某个Web应用节点。每一个Web节点相同的内容作起来不难，因此选择负载均衡策略（算法）是个关键问题。下面会专门介绍均衡算法。

  web负载均衡的做用就是把请求均匀的分配给各个节点，它是一种动态均衡，经过一些工具实时地分析数据包，掌握网络中的数据流量情况，把请求理分配出去。对于不一样的应用环境（如电子商务网站，它的计 算负荷大；再如网络数据库应用，读写频繁，服务器的存储子系统系统面临很大压力；再如视频服务应用，数据传输量大，网络接口负担重压。），使用的均衡策略(算法)是不一样的。 因此均衡策略（算法）也就有了多种多样的形式，广义上的负载均衡既能够设置专门的网关、负载均衡器，也能够经过一些专用软件与协议来实现。在OSI七层协议模型中的第二（数据链路层）、第三（网络层）、第四（传输层）、第七层（应用层）都有相应的负载均衡策略（算法），在数据链路层上实现负载均衡的原理是根据数据包的目的MAC地址选择不一样的路径；在网络层上可利用基于IP地址的分配方式将数据流疏通到多个节点；而传输层和应用层的交换（Switch），自己即是一种基于访问流量的控制方式，可以实现负载均衡。
   目前，基于负载均衡的算法主要有三种：轮循（Round-Robin）、最小链接数（Least Connections First），和快速响应优先（Faster Response Precedence）。
  ①轮循算法，就是未来自网络的请求依次分配给集群中的节点进行处理。
  ②最小链接数算法，就是为集群中的每台服务器设置一个记数器，记录每一个服务器当前的链接数，负载均衡系统老是选择当前链接数最少的服务器分配任务。 这要比"轮循算法"好不少，由于在有些场合中，简单的轮循不能判断哪一个节点的负载更低，也许新的工做又被分配给了一个已经很忙的服务器了。
  ③快速响应优先算法，是根据群集中的节点的状态（CPU、内存等主要处理部分）来分配任务。 这一点很难作到，事实上到目前为止，采用这个算法的负载均衡系统还不多。尤为对于硬件负载均衡设备来讲，只能在TCP/IP协议方面作工做，几乎不可能深刻到服务器的处理系统中进行监测。可是它是将来发展的方向。

  
 上面是负载均衡经常使用的算法，基于以上负载均衡算法的使用方式上，又分为以下几种：

  一、DNS轮询
   最先的负载均衡技术是经过DNS来实现的，在DNS中为多个地址配置同一个名字，于是查询这个名字的客户机将获得其中一个地址，从而使得不一样的客户访问不一样的服务器，达到负载均衡的目的。 

　　 DNS负载均衡是一种简单而有效的方法，可是它不能区分服务器的差别，也不能反映服务器的当前运行状态。当使用DNS负载均衡的时候，必须尽可能保证不一样的 客户计算机能均匀得到不一样的地址。因为DNS数据具有刷新时间标志，一旦超过这个时间限制，其余DNS服务器就须要和这个服务器交互，以从新得到地址数 据，就有可能得到不一样IP地址。所以为了使地址能随机分配，就应使刷新时间尽可能短，不一样地方的DNS服务器能更新对应的地址，达到随机得到地址，然而将过 期时间设置得太短，将使DNS流量大增，而形成额外的网络问题。DNS负载均衡的另外一个问题是，一旦某个服务器出现故障，即便及时修改了DNS设置，仍是 要等待足够的时间（刷新时间）才能发挥做用，在此期间，保存了故障服务器地址的客户计算机将不能正常访问服务器
  二、反向代理服务器
    使用代理服务器，能够将请求转发给内部的服务器，使用这种加速模式显然能够提高静态网页的访问速度。然而，也能够考虑这样一种技术，使用代理服务器将请求均匀转发给多台服务器，从而达到负载均衡的目的。 

　　 这种代理方式与普通的代理方式有所不一样，标准代理方式是客户使用代理访问多个外部服务器，而这种代理方式是代理多个客户访问内部服务器，所以也被称为反向代理模式。虽然实现这个任务并不算是特别复杂，然而因为要求特别高的效率，实现起来并不简单。 

　　 使用反向代理的好处是，能够将负载均衡和代理服务器的高速缓存技术结合在一块儿，提供有益的性能。然而它自己也存在一些问题，首先就是必须为每一种服务都专门开发一个反向代理服务器，这就不是一个轻松的任务。 

　　 代理服务器自己虽然能够达到很高效率，可是针对每一次代理，代理服务器就必须维护两个链接，一个对外的链接，一个对内的链接，所以对于特别高的链接请求， 代理服务器的负载也就很是之大。反向代理方式下能应用优化的负载均衡策略，每次访问最空闲的内部服务器来提供服务。可是随着并发链接数量的增长，代理服务 器自己的负载也变得很是大，最后反向代理服务器自己会成为服务的瓶颈。
  
  三、地址转换网关
    支持负载均衡的地址转换网关，能够将一个外部IP地址映射为多个内部IP地址，对每次TCP链接请求动态使用其中一个内部地址，达到负载均衡的目的。不少 硬件厂商将这种技术集成在他们的交换机中，做为他们第四层交换的一种功能来实现，通常采用随机选择、根据服务器的链接数量或者响应时间进行选择的负载均衡 策略来分配负载。因为地址转换相对来说比较接近网络的低层，所以就有可能将它集成在硬件设备中，一般这样的硬件设备是局域网交换机。