负载均衡的各种姿势
负载均衡在互联网场景下是分布式系统架构设计中必须考虑的一个环节，它通常是指将负载流量（工作任务、访问请求）平衡、分摊到多个操作单元（服务器、组件）上去执行的过程，目的在于提供负载配比，解决性能、单点故障（高可用）和扩展性（水平伸缩）等问题。
一、轮询（Round Robin）
1、定义：按照请求的顺序轮流分配到不同的服务器，循环往复，这种策略适用于服务器性能相近的情况，可以平均分配负载。
2、优点：实现简单，易于理解和维护。
3、缺点：如果某个服务器性能较差或者偶发故障，会影响整个系统的性能和稳定性。
4、示例：假设有5条请求过来，按照顺序轮流分配，web-server1 分配到 1、4，web-server2 分配到 2、5，web-server3 分配到 3。
二、加权轮询（Weighted Round Robin）
1、定义：给不同的服务器分配不同的权重，根据权重比例来决定分配请求的数量，这种策略适用于后端服务器性能不均的情况，可以根据实际情况灵活调整。
2、优点：使得性能更好的服务器能够处理更多的请求，从而提高整个系统的处理效率。
3、缺点：需要合理设置权重，否则可能导致某些服务器过载或空闲。
4、示例：假设有5条请求过来，web-server1 因为权重为60%，分配到 1、2、3；web-server2 权重为20%，分配到 4；web-server3 权重为20%，分配到 5。
三、IP哈希（IP Hash）
1、定义：根据客户端的IP地址计算哈希值，将请求分配给特定的服务器，保证相同IP的客户端请求始终发送到同一台服务器，这种策略适用于需要保持客户端会话一致性的场景，例如需要维护用户session的Web应用。
2、优点：可以解决session的问题，提高用户体验。
3、缺点：可能导致负载不均衡，如果某个IP地址发送了大量的请求，那么处理这些请求的服务器可能会过载。
4、示例：IP为192.168.0.99的流量hash计算对应web-service1，所以将1、4流量分配到第1台服务器；IP为192.168.0.96、192.168.0.98的流量hash计算对应web-service3，所以将2、3流量分配到第1台服务器。
四、最少连接（Least Connections）
1、定义：将请求分配给当前连接数最少的服务器，以实现负载均衡，这种策略适用于处理长连接请求的场景，如WebSocket、FTP服务。
2、优点：可以有效避免某些服务器过载导致性能下降的情况。
3、缺点：需要实时监测连接数，并且每个流量来的时候都要判断下再分发，在流量繁忙时增加了服务器开销。
4、示例：web-service1、web-service2、web-service3的连接数分别是11、15、2，web-service3 相对空闲；1、2、3请求到来的时候，web-service3持续空闲，而web-service1、web-service2持续hold住连接，所以请求分配给web-service3。
五、最短响应时间（Least Response Time）
1、定义：通过实时监测每台服务器的响应时间，将请求分配给响应时间最短的服务器，这种策略适用于对响应时间有严格要求的应用场景。
2、优点：提高用户体验，确保用户获得最快的响应，动态负载均衡，能实时地根据服务器的响应时间来调整负载分配，处理高峰期流量，确保请求被迅速处理。
3、缺点：计算开销大，为了确定每台服务器的响应时间，系统需要不断地进行监测和计算，瞬时波动可能影响负载分配，可能忽略其他性能指标。
六、DNS域名解析负载均衡
1、定义：利用DNS处理域名解析请求的同时进行负载均衡处理的一种方案，在DNS服务器中配置多个A记录，每次域名解析请求都会根据负载均衡算法计算一个不同的IP地址返回。
2、优点：将负载均衡的工作转交给DNS，省掉了网站管理维护负载均衡服务器的麻烦，支持基于地理位置的域名解析，可以加快用户访问速度。
3、缺点：目前的DNS是多级解析，每一级DNS都可能缓存A记录，当下线某台服务器后，即使修改了DNS的A记录，要使其生效也需要较长时间，DNS负载均衡的控制权在域名服务商那里，网站无法对其做更多改善和更强大的管理。
七、数据链路层负载均衡
1、定义：在通信协议的数据链路层修改mac地址进行负载均衡，负载均衡数据分发过程中不修改IP地址，只修改目的mac地址。
2、优点：不需要通过用户进程处理，在内核进程完成数据分发，较反向代理负载均衡有更好的处理性能。
3、缺点：所有请求响应都需要经过负载均衡服务器，集群的最大响应数据吞吐量不得不受制于负载均衡服务器网卡带宽，对于提供下载服务或者视频服务等需要传输大量数据的网站而言，难以满足需求。
八、应用层负载均衡
1、定义：在应用层（OSI模型的第七层）进行负载均衡，常用的应用层协议包括HTTP、Radius、DNS等，应用层负载均衡可以根据HTTP协议中的URL、浏览器类别、语言等信息来决定是否要进行负载均衡。
2、优点：灵活性高，可以根据具体应用需求定制负载均衡策略。
3、缺点：实现复杂，需要深入理解应用层协议。
九、硬件负载均衡与软件负载均衡
1、硬件负载均衡：性能优越，功能全面，但价格昂贵，一般适合初期或者土豪级公司长期使用。
2、软件负载均衡：成本低廉，灵活性高，但在性能上可能不如硬件负载均衡，常用的软件负载均衡软件有Nginx、LVS、HaProxy等。
十、问题与解答
1、问题：在选择负载均衡策略时，应考虑哪些因素？
答案：在选择负载均衡策略时，需要考虑实际应用场景、服务器性能、网络状况等因素，如果服务器性能相近且请求量均匀分布，可以选择轮询策略；如果服务器性能差异较大，可以选择加权轮询策略；如果需要保持客户端会话一致性，可以选择IP哈希策略；如果对响应时间有严格要求，可以选择最短响应时间策略等。
2、问题：DNS域名解析负载均衡有哪些优缺点？
答案：DNS域名解析负载均衡的优点是将负载均衡的工作转交给DNS，省掉了网站管理维护负载均衡服务器的麻烦，同时许多DNS还支持基于地理位置的域名解析，可以加快用户访问速度，但是其缺点也很明显，包括DNS多级解析导致的缓存问题、域名服务商控制权问题以及可能的SEO作弊风险等。
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