负载均衡算法是确保服务器集群高效运行的核心技术,通过将流量合理分配到各个服务器上,以实现资源的最优利用和系统性能的提升,以下是常见的负载均衡算法:
非持续性算法(Non-Persistent)
1、轮循算法(Round Robin)
说明:每一次来自网络的请求轮流分配给内部中的每台服务器,从1至N然后重新开始。
举例:适合于服务器组中的所有服务器都有相同的软硬件配置并且平均服务请求相对均衡的情况。
2、最少连接算法(Least Connection)
说明:客户端的每一次请求服务在服务器停留的时间都可能会有较大的差异,随着工作时间的加长,如果采用简单的轮循或随机均衡算法,每一台服务器上的连接进程可能会产生极大的不同,这样的结果并不会达到真正的负载均衡,最少连接数均衡算法对内部中有负载的每一台服务器都有一个数据记录,记录的内容是当前该服务器正在处理的连接数量,当有新的服务连接请求时,将把当前请求分配给连接数最少的服务器,使均衡更加符合实际情况,负载更加均衡。
举例:此种负载均衡算法适合长时间处理的请求服务。
3、响应速度算法(Response Time)
说明:负载均衡设备对内部各服务器发出一个探测请求(例如Ping),然后根据内部中各服务器对探测请求的最快响应时间来决定哪一台服务器来响应客户端的服务请求。
举例:此种负载均衡算法能较好地反映服务器的当前运行状态,但最快响应时间仅仅指的是负载均衡设备与服务器间的最快响应时间,而不是客户端与服务器间的最快响应时间。
持续性算法(Persistent)
1、基于IP的算法
Persistent IP(pi):基于用户IP地址来选择服务器。
Hash IP(hi):基于用户IP地址的HASH值,来选择服务器。
Consistent Hash IP(chi):基于列表IP来选择服务器。
2、基于报头/请求的算法
HashHeader(hh):基于用户请求报中HTTP报头来选择服务器。
PersistentHostname(ph):基于用户请求报中HTTP报头的Hostname的HASH值,来选择服务器。
PersistentURL(pu):基于对URITag和值的静态对应关系来选择服务器。
SSLSessionID(sslsid):基于SSL会话ID来选择服务器。
3、基于Cookie的负载均衡算法
PersistentCookie(pc):选择服务器基于用户请求包用CookieName/Value的静态对应关系。
HashCookie(hc):选择服务器基于用户请求包用CookieName/Value的Hash值对应关系。
InsertCookie(ic):选择服务器基于负载均衡器向服务器响应包中插入Cookie。
Re-writeCookie(rc):选择服务器基于负载均衡器向服务器响应包中重写Cookie值(必须为重写指定Cookie值的偏移量)。
其他常见算法
1、加权轮循(Weighted Round Robin)
说明:在轮询的基础上根据硬件配置不同,按权重分发到不同的服务器。
举例:跟配置高、负载低的机器分配更高的权重,使其能处理更多的请求,而性能低、负载高的机器,配置较低的权重,让其处理较少的请求。
2、最少连接数慢启动时间(Least Connection Slow Start Time)
说明:对最少连接数和带权重的最小连接数调度方法来说,当一个服务器刚加入线上环境是,可以为其配置一个时间段,在这段时间内连接数是有限制的而且是缓慢增加的,这为服务器提供了一个’过渡时间’以保证这个服务器不会因为刚启动后因为分配的连接数过多而超载。
3、源地址散列(Source IP Hash)
说明:根据服务消费者请求客户端的IP地址,通过哈希函数计算得到一个哈希值,将此哈希值和服务器列表的大小进行取模运算,得到的结果便是要访问的服务器地址的序号。
举例:根据请求的来源IP进行hash计算,同一IP地址的客户端,当后端服务器列表不变时,它每次都会映射到同一台后端服务器进行访问。
相关问题与解答
问题1:什么是轮循算法?它适用于哪些场景?
答:轮循算法是一种非持续性算法,它将收到的请求循环分配到后台服务器上,均衡地对待每一台服务器,而不关心服务器实际的连接数和当前的系统负载,轮循算法适用于服务器组中的所有服务器都有相同的软硬件配置并且平均服务请求相对均衡的情况。
问题2:最少连接算法是如何工作的?它在什么情况下最适用?
答:最少连接算法是一种非持续性算法,它会记录每台服务器正在处理的连接数量,当有新的服务连接请求时,将把当前请求分配给连接数最少的服务器,这种算法能够确保活跃连接数最少的服务器自动接收下一个传入的请求,从而避免某些服务器过载而其他服务器空闲的情况,最少连接算法最适合于长时间处理的请求服务。
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