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一篇读懂分布式架构下的负载均衡

发布时间:2019-05-11 01:59:01 所属栏目:建站 来源:邱先生
导读:什么是负载均衡? 百度词条里的解释是:负载均衡,英文叫Load Balance,意思就是将请求或者数据分摊到多个操作单元上进行执行,共同完成工作任务。 它的目的就通过调度集群,达到最佳化资源使用,最大化吞吐率,最小化响应时间,避免单点过载的问题。 负载

缺点:如果某个节点出现故障,会导致这个节点上的客户端无法使用,无法保证高可用。当某一用户成为热点用户,那么会有巨大的流量涌向这个节点,导致冷热分布不均衡,无法有效利用起集群的性能。所以当热点事件出现时,一般会将源地址哈希法切换成轮询法。

一篇读懂分布式架构下的负载均衡

哈希法

4、加权轮询法

不同的后端服务器可能机器的配置和当前系统的负载并不相同,因此它们的抗压能力也不相同。给配置高、负载低的机器配置更高的权重,让其处理更多的请;而配置低、负载高的机器,给其分配较低的权重,降低其系统负载,加权轮询能很好地处理这一问题,并将请求顺序且按照权重分配到后端。

加权轮询算法要生成一个服务器序列,该序列中包含n个服务器。n是所有服务器的权重之和。在该序列中,每个服务器的出现的次数,等于其权重值。并且,生成的序列中,服务器的分布应该尽可能的均匀。比如序列{a, a, a, a, a, b, c}中,前五个请求都会分配给服务器a,这就是一种不均匀的分配方法,更好的序列应该是:{a, a, b, a, c, a, a}。

优点:可以将不同机器的性能问题纳入到考量范围,集群性能最优最大化;

缺点:生产环境复杂多变,服务器抗压能力也无法精确估算,静态算法导致无法实时动态调整节点权重,只能粗糙优化。

 一篇读懂分布式架构下的负载均衡

加权轮询

5、加权随机法

与加权轮询法一样,加权随机法也根据后端机器的配置,系统的负载分配不同的权重。不同的是,它是按照权重随机请求后端服务器,而非顺序。

6、键值范围法

根据键的范围进行负债,比如0到10万的用户请求走第一个节点服务器,10万到20万的用户请求走第二个节点服务器……以此类推。

优点:容易水平扩展,随着用户量增加,可以增加节点而不影响旧数据;

缺点:容易负债不均衡,比如新注册的用户活跃度高,旧用户活跃度低,那么压力就全在新增的服务节点上,旧服务节点性能浪费。而且也容易单点故障,无法满足高可用。

一篇读懂分布式架构下的负载均衡

键值范围法

(注:以上所提到的单点故障,都可以用主从方式来解决,从节点监听主节点心跳,当发现主节点死亡,从节点切换成主节点顶替上去。这里可以思考一个问题,怎么设计集群主从可以最大程度上降低成本)

动态负债均衡算法:

1、最小连接数法

根据每个节点当前的连接情况,动态地选取其中当前积压连接数最少的一个节点处理当前请求,尽可能地提高后端服务的利用效率,将请求合理地分流到每一台服务器。俗称闲的人不能闲着,大家一起动起来。

优点:动态,根据节点状况实时变化;

缺点:提高了复杂度,每次连接断开需要进行计数;

实现:将连接数的倒数当权重值。

2、最快响应速度法

根据请求的响应时间,来动态调整每个节点的权重,将响应速度快的服务节点分配更多的请求,响应速度慢的服务节点分配更少的请求,俗称能者多劳,扶贫救弱。

优点:动态,实时变化,控制的粒度更细,跟灵敏;

缺点:复杂度更高,每次需要计算请求的响应速度;

实现:可以根据响应时间进行打分,计算权重。

3、观察模式法

观察者模式是综合了最小连接数和最快响应度,同时考量这两个指标数,进行一个权重的分配。

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(编辑:核心网)

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