负载均衡模式详解
在互联网场景下，负载均衡（Load Balancing）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，随着互联网的兴盛，类似淘宝、京东等网站的访问量逐年提升，原先的单台服务或者单集群模式已经远不能满足需求了，这时候就需要横向扩展多台服务或者多个集群来分摊压力，达到提升系统吞吐的能力，这就是著名的分治理论，但服务器增加了，他们之间的流量负载也必须有一个组件来管控，这就是负载均衡的作用。
常见负载均衡策略
轮询（Round Robin）
RR轮询，即Round Robin，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，但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。
加权轮询（Weighted Round Robin）
加权轮询，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，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。
IP哈希（IP Hash）
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。
最少连接（Least Connections）
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，通过记录每台服务器当前正在处理的连接数，将新请求分配给连接数最少的服务器，可以有效避免某些服务器过载导致性能下降的情况。
最短响应时间（Least Response Time）
短响应时间算法在负载均衡领域中被广泛应用，这种策略适用于对响应时间有严格要求的应用场景，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，可以确保用户获得最快的响应，提升用户体验。
负载均衡分类
二层负载均衡（数据链路层）
二层负载均衡工作在OSI模型的第二层，即数据链路层，它通常基于MAC地址进行流量分发，利用交换机、或桥接器将数据包分发到不同的服务器，主要用于小型局域网（LAN），在广域网（WAN）环境应用受限。
三层负载均衡（网络层）
三层负载均衡工作在OSI模型的第三层，即网络层，它基于IP地址进行流量分发。
四层负载均衡（传输层）
四层负载均衡工作在OSI模型的第四层，即传输层，它基于TCP/UDP协议，通过分析IP地址、和端口号进行流量分发，常见的四层负载均衡器有：硬件设备（如F5）、和软件实现（如HAProxy）。
七层负载均衡（应用层）
七层负载均衡工作在OSI模型的第七层，即应用层，它基于HTTP/HTTPS等应用层协议，通过分析URL、Cookie、HTTP头信息等进行流量分发，常见的七层负载均衡器有：Nginx、Apache、HAProxy等。
负载均衡实现方式
DNS负载均衡
DNS负载均衡是最基础简单的方式，一个域名通过DNS解析到多个IP，每个IP对应不同的服务器实例，这样就完成了流量的调度，虽然不需要使用常规的负载均衡器，但实现了简单的负载均衡功能，DNS负载均衡的方式实现简单，成本低，无需自己开发或维护负载均衡设备，不过存在一些缺点：服务器故障切换延迟大；流量调度不均衡；支持的算法太少。
硬件负载均衡
硬件负载均衡是通过专门的硬件设备来实现负载均衡功能，是专用的负载均衡设备，目前业界典型的硬件负载均衡设备有两款：F5和A10，这类设备性能强劲、功能强大，但价格非常昂贵，一般只有土豪公司才会使用此类设备，中小公司一般负担不起，业务量没那么大用这些设备也是挺浪费的。
软件负载均衡
软件负载均衡可以在普通的服务器上运行负载均衡软件实现负载均衡功能，目前常见的有Nginx、HAproxy、LVS，其中的区别：Nginx是七层负载均衡支持HTTP、E-mail协议同时也支持四层负载均衡；HAproxy仅支持七层规则的性能很不错OpenStack默认使用的负载均衡软件就是HAproxy；LVS是运行在内核态性能是软件负载均衡中最高的严格来说工作在三层所以更通用一些适用各种应用服务。
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