现代网络负载均衡和代理技术，终于弄懂负载均衡那点事

七层负载均衡器要在应用层面进行更多的周详分析、变换以及路由工作，对于原始流量（每秒数据包或每秒字节数）的负载，其才能要弱于优化过的四层负载均衡器。这一实际使得四层负载均衡器更便于应对拒绝办事进击。
相对于四层负载均衡器，七层负载均衡器的开辟加倍活泼，安排加倍频繁，也会有更多 Bug。有了前置的四层负载均衡器，就可以在七层负载均衡器进级时代进行健康检查和排空，现代四层负载均衡器平日应用 BGP 和 ECMP(后续章节会具体讲解)，七层负载均衡的安排平日会较为简单。最后因为七层负载均衡器相对来说复杂度较高，是以也更轻易出现问题，有了前端的四层负载均衡，就可以在出现问题的时刻应用路由功能绕过故障节点，进步体系的总体稳定性。

下文中我会讲到集中不合设计的中心/边沿四层负载均衡器。后面提到的设计平日是无法用在客户库或 Sidecar 拓扑中的。

还在应用的第一种四层负载均衡器是图 8中的终端负载均衡器。这和我们介绍四层负载均衡的时刻讲到的内容是一致的。这种类型的负载均衡器中，应用了两个的自力的 TCP 连接：一个用于客户端和负载均衡器之间；另一个用在负载均衡器和后端之间。

Direct Server Return (DSR)

四层终端负载均衡器还有两个原因：

实现相对简单。
接近客户端的连接终端对机能有明显影响。尤其是如不雅客户应用有损收集（例如蜂窝网）的话，在进入稳定的有线传输到最注目标之前，是轻易产生重传的。换句话说，这种负载均衡器实用于在存在点（Point of Presence )场景下的原始 TCP 连接。

TCP/UDP 透传负载均衡器

应用分布式一致性哈希进行容错和伸缩

四层负载均衡器的另一种类型就是图 9所说的透传负载均衡器。这种类型的负载均衡过程中，TCP连接没有被负载均衡器终结，每个链接的数据包，在经由连接分析和收集地址转换（NAT）过程之后，都被转发给一个选中的后端。起首让我们定义一下连接跟踪和 NAT：

连接跟踪：跟踪全部晃荡 TCP 连接的过程。这里包含很多内容，例如握手是否完成，是否收到 FIN，连接发呆了多久，这个连接转发给哪一个后端等。
NAT：是应用连接跟踪数据，来更改数据包的 IP/端口信息使之穿过负载均衡器的过程。

有了连接跟踪和 NAT，负载均衡器就能把客户端的 TCP 流量几乎原封不动的的转发给后端。例如客户端同1.2.3.4:80进行通信，选中的后端是10.0.0.2:9000。客户端的 TCP 数据包会达到位于1.2.3.4:80的负载均衡器。负载均衡器会把目标 IP 和端口调换为10.0.0.2:9000；同时还会把源 IP 调换为负载均衡器的 IP。当后峨锾螃 TCP 连接时，数据包就会返回给负载均衡器，负载均衡器中的链接跟踪和 NAT 再次发患咀用，反向送回数据包。

为什么会应用这一种负载均衡器，而不是前面提到的终端型呢？

机能和资本消费：透传型的负载均衡器没有终结 TCP 连接，无需缓存任何的 TCP 连接窗口。每个连接的状况存储异常小，平日应用高效的哈希表萌芽即可。正因如斯，相对终端负载均衡器来说，透传型负载均衡器可以或许处理更大年夜数量的晃荡链接，单位时光内处理更多的数据包。
许可后端进行拥塞控制：TCP 拥塞控制是一种机制，让 Internete 端点对外发数据进行流量控制，防止超量应用带宽懈弛冲。
为直接办事器返回（Direct Server Return = DSR）做基线，以及四层负载均衡集群：透传负载均衡也是高等四层负载均衡（例如后面将要说到的 DSR 和应用分布式一致性哈希的集群）的基本。

图 10展示的就是 DSR 负载均衡。DSR 构建在前文提到的透传负载均衡器的基本之上。DSR 是一种优化筹划，只有入站/请求数据包经由过程负载均衡；出站/响应数据包绕过负载均衡器直接返回给客户端。应用 DSR 筹划的有趣之处在于，很多负载的响应比请求数据量大年夜很多(比如典范的 HTTP 要乞降响应)。假设 10% 的流量是请求，别的 90% 是响应，如不雅应用了 DSR 负载均衡，仅须要 1/10 的容量就可以或许知足体系须要。早年的负载均衡异常昂贵，这一筹划可以或许明显降低体系成本并进步靠得住性（更少就是更好）。DSR 负载均衡器用下面的方法扩大了透传负载均衡的概念：

因为响应包不再经由负载均衡器，所以连接跟踪仅有部分数据，负载均衡器无法知道完全的 TCP 连接状况。然而照样可以经由过程对客户数据包的不雅察，对发呆超时的情况来揣摸具体状况。
负载均衡器平日应用 GRE 来封装 IP 包，并大年夜负载均衡器发送到后端。如许当后端接收到封装后的数据包，可以解包并获得客户端的端口和地址。如许后端就能直接跨过负载均衡器直接发送响应包给客户端了。
DSR 负载均衡器的一个重要部分就是：后端部分的介入了负载均衡过程。后端须要合理的设备 GRE 地道，并且须要根据收集的初级细节来设备本身的连接跟踪以及 NAT 等。

嵌入式客户库的一个变体就是图 7 中的 Sidecar 代劳拓扑。近年来，这一拓扑以 “Service Mesh” 的概念日益风行。Sidecar 代劳背后的思路是，以过程间通信造成的些许延迟为价值，在无需挂念编程说话锁定的情况下获得嵌入客户端库的各类长处。

应用高可用配对方法实现容错

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