聊聊云计算：为什么构建网站时常会用到负载均衡

对于用户数较多、负载较大的网站，我们通常都会使用负载均衡（LB：Load Balance）来增加服务器的承载能力。负载均衡是云计算的一个基本服务组件，通常都会搭配云主机来构建云服务，比如阿里云的SLB（Server Load Balancer）、腾讯云的CLB（Cloud Load Balancer）。

负载均衡可以将客户端请求分摊到多个操作单元上进行处理

硬件负载均衡

负载均衡有很多种不同的实现方式，总的来说，可以分为硬件负载均衡与软件负载均衡两大类。

硬件负载均衡有很多设备商可以提供解决方案，比如NetScaler、F5、Array Networks等。硬件负载均衡的优势比较明显：有专业团队进行维护、性能好、且稳定可靠。

F5负载均衡器

但硬件负载均衡解决方案也有缺点，比如设备和服务费用昂贵，灵活性差，功能和容量都难以扩展。软件负载均衡相对来说，灵活性强，扩展起来更容易，所以软件负载均衡解决方案越来越受到青睐。

DNS负载均衡

软件负载均衡最早通过DNS来实现，即一个域名对应多个IP地址。在应答DNS查询时，DNS服务器对每个查询将以DNS文件中主机记录的IP地址按顺序返回不同的解析结果，将客户端的访问引导到不同的机器上去，使得不同的客户端访问不同的服务器，从而达到负载均衡的目的。

DNS负载均衡的解决方案原理比较简单，不过缺点也比较明显：

第一，不能够按照Web服务器的处理能力分配负载；

第二，DNS负载均衡技术没有考虑容错，即使某个服务器不可用，DNS仍然会把请求转发过去；

第三，一旦发现某个服务器出现故障，即使及时修改了DNS设置，但还是要等DNS刷新时间到了才能生效。

开源软件解决方案

后来出现了开源软件负载均衡的解决方案，最主流的就是LVS和Nginx。基于开源软件的负载均衡打破了硬件LB的垄断，降低了负载均衡的实施成本。

（1）LVS = Linux Virtual Server

LVS虚拟服务器，在1998年5月由章文嵩博士成立，是中国国内最早出现的自由软件项目之一。

LVS是把负载均衡的功能做到了Linux内核里面。LVS集群采用IP负载均衡技术和基于内容请求分发技术，将一组服务器构成一个高性能的、高可用的虚拟服务器。

整个服务器集群的结构对客户是透明的，客户访问集群系统提供的网络服务就像访问一台高性能、高可用的服务器一样，而且无需修改客户端和服务器端的程序。

（2）Nginx

Nginx是一个轻量级的Web服务器，同时也是一个反向代理服务器，可以利用其反向代理的功能做负载均衡。Nginx与LVS相比主要有以下几点不同：

与LVS在层四进行负载均衡不同，Nginx是在层7进行，可以针对Http应用进行分流；

转发策略也更灵活，比如可以针对域名或目录结构进行转发；

Nginx对网络的依赖比较小，理论上只要Ping得通，网页访问正常就能连通，而LVS比较依赖网络环境。

总的来说，Nginx的应用场合要更多一些，LVS则更适合节点比较多的大型系统。

基于云的负载均衡（Cloud Load Balance）

除了在云主机上自己利用LVS或Nginx搭建负载均衡服务器，阿里云、腾讯云等云计算服务商，均提供了专门的负载均衡服务，配置容易。这些服务商的负载均衡解决方案，往往是结合了层7与层4的综合负载均衡方案，而且还需要考虑VPC网络与物理网络的不同情况（关于VPC的概念，可以参考之前的文章，《聊聊云计算：VPC与VPN有什么关系》）。具体实现方案比较复杂，这里就不过多介绍了，反正会用就行。

基于负载均衡实现的典型的云服务架构

上图就是一个基于负载均衡的典型的云服务架构。在我们搭建互联网应用时，可能需要考虑服务器的承载能力，或者需要保障服务器可用性，避免出现单点故障，使用负载均衡就是一个基本操作，掌握了LB，我们的服务就更加稳定了。

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