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比来我留意到，针对负载均衡和代劳这两项现代收集技巧，有教导意义的介绍性材料相当稀缺。这引起我的思虑：为什么会如许？在靠得住的分布体系的架构中，负载均衡是核心概念之一，这一地位请求有对应的高质量信息。

然而经由搜刮之后，发明这方面的内容切实其实匮乏。Wikipedia 上的 负载均衡 和 代劳办事器 页面只包含了一些相干主题的概念，这些概念的阐述，尤其是微办事架构相干的部分显得相当概括和晦涩。Google 搜刮 Load Balancing，则会出现一些供给商页面，充斥了各类时髦用词，却罕有细节。

本文会测验测验对现代收集负载均衡和代劳技巧进行一些讲解，来弥补上述的材料缺掉。

1.收集负载均衡和代劳是什么？

Wikipedia 对负载均衡的定义 是：

中文版：

负载均衡（Load balancing）是一种计算机收集技巧，用来在多个计算机（计算机集群）、收集连接、CPU、磁盘驱动器或其他资本平分派负载，以达到最优化资本应用、最大年夜化吞吐率、最小化响应时光、同时避免过载的目标。应用带有负载均衡的多个办事器组件，代替单一的组件，可以经由过程冗余进步靠得住性。负载均衡办事平日是由专用软件和硬件来完成。

当前七层负载均衡的技巧状况

膳绫擎的定义不仅包含了收集，还包含了计算的所有方面。操作体系、收集以及容器编排器等都有各自的负载均衡技巧，用于应用各自的资本进行各自的义务调剂。本文仅就收集负载均衡进行商量。

In computing, load balancing improves the distribution of workloads across multiple computing resources, such as computers, a computer cluster, network links, central processing units, or disk drives. Load balancing aims to optimize resource use, maximize throughput, minimize response time, and avoid overload of any single resource. Using multiple components with load balancing instead of a single component may increase reliability and availability through redundancy. Load balancing usually involves dedicated software or hardware, such as a multilayer switch or a Domain Name System server process.

图 1 对收集负载均衡进行了一个高层次的概括。多个客户端向多个后端提议资本请求，负载均衡器处于客户端和后端之间，简单来说完成如下义务：

• 办事发明：体系中有哪些后端可用？这些后端的地址（也就是：负载均衡器若何同这些后端通信）？
• 健康检查：哪些后端是健康的可以用于接收请求？
• 负载均衡：用什么算法来把自力的请求分发给健康的后端？
• 在分布式体系中合理的应用负载均衡能带来很多好处：
• 定名抽象：每个客户端不再须要知道每一个后端(办事发明)，客户端可以经由过程预定义的机制来找到负载均衡器，然后让负载均衡器完成定名解析功能。这些机制包含内置库，以及路人皆知的 DNS/IP/端口 地址，后面会深刻评论辩论。
• 缺点隔离：经由过程健康检查以及一些其他的算法和技巧，负载均衡器的路由办法可以或许有效的绕过瘫痪或过载的后端。如许运维人员在面对体系故障时，就可以加倍安闲的进行缺点处理。
• 成本和机能收益：分布式体系的收集的一致性比较差。体系平日要跨越多个收集区域。同一区域内，收集资本平日是低售的；而在跨区域的情况下，超售则是常态（超售和低售的辨别，是经由过程网卡上可消费的带宽和路由器之间的可用带宽进行比对得出的结论）。智能的负载均衡会尽可能包管通信在同一区域内进行，大年夜而进步机能(降低延迟)并降低总系一嵌旧本(降低区域间的带宽和光纤需求)。

负载均衡器 vs 代劳办事器

业内谈到收集负载均衡器，Load Balancer 以及 Proxy 这两个术语经常会同样对待，本文中也把这两个词条等价处收成虚假一下：并非所有的代劳都是负载均衡器，然则负载均衡是主流代劳的重要功能）。

有人可能会问，有的负载均衡功能是作为客户端库的内置功能完成的，这种负载均衡器就不是代劳办事器。这一话题本就轻易混淆，这一质问加倍让人糊涂。文中会胪陈这种负载均衡器的拓扑，这种嵌入的负载均衡方法只是代劳的一种特例，应用经由过程内嵌的库来完成代劳本能机能，跟典范的负载均衡器的差别仅在于过程表里罢了，颇┞符体抽象是一致的。

四层(连接/会话)负载均衡

业界在评论辩论负载均衡技巧的时刻，经常会分为两类：L4 和 L7。这一分类来源竽暌冠 OSI 模型的四层和七层的定义。OSI 模型无法很好的描述负载均衡筹划中的复杂性，一个四层负载均衡在完成传统的四层协定义务例如 UDP 和 TCP 之外，往往还会参加了其他层次的内容。例如一个四层的 TCP 负载均衡还支撑 TLS 功能，这算七层负载均衡了么？

TLS 终端

图 2 展示了一个传统的四层 TCP 负载均衡器。这个例子中，客户端向负载均衡器提议了一个 TCP 连接，负载均衡器 终结 了这连续接(也就是说直接响应了 SYN)，接下来选择一个后端，然后创建了到后端的新的 TCP 连接(就是提议了新的 SYN)。图中的细节不需太过存眷，后面的四层负载均衡章节会进行具体评论辩论。

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