负载均衡（Load Balancing）是一种在计算系统中分配工作负载的方法，旨在优化系统资源使用、最大化吞吐量、最小化响应时间，同时避免过载任何一个节点，简而言之，负载均衡是通过分散请求到多个服务节点，使资源负载得到平衡，从而提高系统的整体性能。
负载均衡的分类
按设备对象分类
1、软件负载均衡：通过在操作系统上安装附加软件来实现负载均衡，如DNS Load Balance、Nginx、HAProxy等，其优点是配置简单、灵活且成本低廉，但扩展性和安全性可能受到操作系统的限制。
2、硬件负载均衡：直接在服务器和外部网络间安装专用的负载均衡设备，这些设备通常独立于操作系统运行，具有高性能和多样化的负载均衡策略，适用于高流量场景，但成本较高。
按OSI模型层次分类
1、二层负载均衡：基于数据链路层，通过虚拟MAC地址实现负载均衡，主要应用于局域网内的服务器群。
2、三层负载均衡：基于网络层，通过虚拟IP地址实现负载均衡，适用于不同地理位置的服务器群。
3、四层负载均衡：基于传输层，通过IP+端口接收请求并转发到对应的服务器，常见的负载均衡器有LVS、F5等。
4、七层负载均衡：基于应用层，根据URL、浏览器类别等信息进行内容交换，常见的负载均衡器有haproxy、MySQL Proxy等。
按地理结构分类
1、本地负载均衡：针对本地范围的服务器群做负载均衡，主要用于解决数据流量过大、网络负荷过重的问题。
2、全局负载均衡：针对不同地理位置、不同网络结构的服务器群做负载均衡，提高服务器响应速度，解决网络拥塞问题，达到高质量的网络访问效果。
负载均衡的部署方式
1、路由模式：服务器的网关设置为负载均衡机的LAN口地址，所有返回的流量都经过负载均衡，这种方式对网络改动小，能均衡任何下行流量。
2、桥接模式：不改变现有网络架构，负载均衡的WAN口和LAN口分别连接上行设备和下行服务器，由于容错性差，一般不推荐这种安装架构。
3、服务直接返回模式：互联网的客户端访问负载均衡的虚IP，虚IP对应负载均衡机的WAN口，服务器直接响应客户端的请求，这种方式适用于大流量高带宽要求的服务。
负载均衡算法
1、轮询法：将请求轮流分配给服务器，适用于服务器性能相近的场景。
2、随机法：随机选择一台服务器分配任务，保证了请求的分散性。
3、最小连接法：将任务分配给当前连接数最少的节点，适用于各个节点处理性能相似时。
负载均衡的优势
1、提高资源利用效率：通过将请求分配到多个服务器，使得每个节点的负担平衡，从而提高资源的利用效率。
2、增加系统可扩展性：允许动态地将新服务器节点添加到系统中，实现系统规模的水平扩展。
3、提高应用可用性和稳定性：检测服务器的健康状况，在某个节点出现故障时自动将请求分配到其他正常的节点。
4、减轻单点故障风险：通过将负载分布到多个服务器上，降低了单个服务器故障导致的整个系统崩溃风险。
5、加速请求处理速度：在多个服务器之间分配请求，减少每服务器的等待和处理时间。
6、实现会话持久性：某些负载均衡策略可以将来自同一客户端的请求始终分配到同一服务器节点。
常见问题解答（FAQs）
Q1: 负载均衡与集群有什么区别？
A1: 负载均衡是一种将传入的网络流量高效分发到一组后端服务器的技术，而集群则是由多台服务器组成的一个整体，它们协同工作以提供更高的性能和可靠性，负载均衡可以看作是集群技术的一种应用，用于实现集群中各服务器之间的流量分配。
Q2: 如何选择适合的负载均衡方案？
A2: 选择适合的负载均衡方案需要考虑多个因素，包括业务需求、预算、现有基础设施以及预期的扩展性，对于小型企业或初创公司，软件负载均衡可能是一个成本效益较高的选择；而对于大型企业或需要处理高并发请求的场景，硬件负载均衡可能更为合适，还需要考虑负载均衡器的易用性、灵活性以及是否支持所需的负载均衡算法等因素。
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