「网络安全」网络设备篇(15)——网络负载均衡

什么是网络负载均衡?

网络负载均衡是由多台服务器以对称的方式组成一个服务器集合,每台服务器都具有等价的地位,都可以单独对外提供服务而无须其他服务器的辅助。

通过某种负载分担技术,将外部发送来的请求均匀分配到对称结构中的某一台服务器上,而接收到请求的服务器独立地回应客户的请求。均衡负载能够平均分配客户请求到服务器列阵,借此提供快速获取重要数据,解决大量并发访问服务问题。

负载均衡实现的四种方法

  • 基于DNS的集群负载均衡

在DNS中为多个地址配置同一个名字,因而查询这个名字的客户机将得到其中一个地址,从而使不同的客户访问不同的服务器,达到负载均衡的目的。

  • NAT的集群负载均衡

简单地说,就是将一个IP地址转换为另一个IP地址,一般用于未经注册的内部地址与合法的、已获注册的Internet IP地址间进行转换。适用于解决Internet IP地址紧张、不想让网络外部知道内部网络结构等的场合下。

  • 硬件方式负载均衡

通过交换机的功能或专门的负载均衡设备可以实现。直接在服务器和外部网络间安装负载均衡设备,这种设备通常称为负载均衡器,由于专门的设备完成专门的任务,独立于操作系统,整体性能得到大量提高,加上多样化的负载均衡策略,智能化的流量管理,可达到最近的负载均衡需求,但是价格昂贵。

  • 软件方式负载均衡

通过一台负载均衡服务器进行,上面安装软件。它的优点是基于特定环境,配置简单,使用灵活,成本低廉,可以满足一般的负载均衡需求。

负载均衡分类

  • 二层负载均衡(mac)

根据OSI模型分的二层负载,一般是用虚拟mac地址方式,外部对虚拟MAC地址请求,负载均衡接收后分配后端实际的MAC地址响应)

  • 三层负载均衡(ip)

一般采用虚拟IP地址方式,外部对虚拟的ip地址请求,负载均衡接收后分配后端实际的IP地址响应)

  • 四层负载均衡(tcp)

在三次负载均衡的基础上,用ip+port接收请求,再转发到对应的机器。

  • 七层负载均衡(http)

根据虚拟的url或IP,主机名接收请求,再转向相应的处理服务器。

负载均衡功能和作用

  • 负载均衡器具有提供服务一致性的功能,负载均衡器通过读取客户端所发出请求内的信息,进行重写报头程序然后将请求发送至合适的服务器上,该服务器会维护着该客户端信息。在http通信当中,负载均衡器提供服务一致性的功能就得到了很好的发挥,但提供该服务的途径并不是非常安全。但若将消息加密后,负载均衡器就无法读取隐藏其中的信息了。
  • 当服务集群中的某个节点无法成功处理请求时,那么该请求就会被发往其他节点上去,当请求成功发至另一节点后,原节点上的请求信息就会自动消失了。
  • 由于所有的客户端请求都会先经过负载均衡器,所以负载均衡器具有统计计量的功能,利用该功能负载均衡器就可以准确统计出各阶段各种流量流动以及各项目进行的次数等,从而网络就可以适当调整系统性能了。
  • 负载均衡优化了访问请求在服务器组之间的分配,消除了服务器之间的负载不平衡,从而提高了系统的反应速度与总体性能;
  • 负载均衡可以对服务器的运行状况进行监控,及时发现运行异常的服务器,并将访问请求转移到其它可以正常工作的服务器上,从而提高服务器组的可靠性采用了负均衡器器以后,可以根据业务量的发展情况灵活增加服务器,系统的扩展能力得到提高,同时简化了管理。

负载均衡应用场景

  • 应用于高访问量的业务

如果您的应用访问量很高,您可以通过配置监听规则将流量分发到不同的服务器上。

  • 横向扩张系统

您可以根据业务发展的需要,通过随时添加和移除服务器,来扩展应用系统的服务能力,适用于各种Web服务器和App服务器。

  • 消除单点故障

当其中一部分服务器发生故障后,负载均衡会自动屏蔽故障的服务器,将请求分发给正常运行的服务器,保证应用系统仍能正常工作。

  • 同城容灾 (多可用区容灾)

为了提供更加稳定可靠的负载均衡服务,当主可用区出现机房故障或不可用时,负载均衡仍然有能力在非常短的时间内切换到另外一个备可用区恢复服务能力;当主可用区恢复时,负载均衡同样会自动切换到主可用区提供服务,保证服务依然正常运行。


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