跨服务器负载均衡

负载均衡会将传入流量分配到多台服务器，避免任何一台服务器负载过重。这样，多个服务器可以共同承担工作，从而提升性能和可靠性，而不是让一台繁忙的服务器拖慢整个服务。位于服务器前方的设备或服务称为负载均衡器，它会在多台服务器之间分发请求，让服务器池看起来像一个快速的服务。

负载均衡带来两大好处：可扩展性和可用性。在负载均衡器后面增加更多服务器，可以提升应对增长的处理能力；如果某台服务器发生故障，负载均衡器会立即停止向它发送流量，因此用户仍能正常获得服务。这样就能将脆弱的单台服务器转变为具有弹性且可扩展的服务器池。

负载均衡器在单一的前端虚拟 IP (VIP)上接收客户端请求，并将每个请求转发到其中一台后端服务器。客户端始终只与 VIP 通信，不会知道其后有多少台服务器。负载均衡器可以是专用硬件设备，也可以是软件；通常还会为它配置冗余，以避免它成为 SPOF。

负载均衡器使用算法来选择服务器。轮询会按顺序轮流使用各台服务器。最少连接数会选择当前活动会话数最少的服务器。加权方法会优先使用性能更强的服务器。选择合适的算法，可以让流量与服务器容量相匹配，使服务器池保持均衡并得到高效利用。

负载均衡器会持续执行运行状况检查，探测每台服务器以确认其能够响应。如果某台服务器未通过检查，负载均衡器会停止向它发送请求，直到它恢复正常。这也使负载均衡成为一种高可用工具：发生故障的服务器会自动从轮转中移除，因此用户不会访问到失效的服务器。

有些应用需要将用户的请求持续发送到同一台服务器，例如保存在该服务器内存中的购物车。会话持久性（也称为“粘性会话”）会在整个会话期间将客户端绑定到一台服务器。如果没有这一机制，用户在不同服务器之间切换时，可能会在任务进行到一半时丢失状态。

负载均衡器可以工作在不同层。第 4 层负载均衡器根据 IP 和 TCP/UDP 端口进行分配，速度快，但不了解内容。第 7 层负载均衡器会读取 HTTP URL 等应用数据，从而实现智能路由，例如将 /images 发送到一个服务器池，将 /api 发送到另一个服务器池。第 7 层功能更强，但处理每个请求时需要执行更多工作。

负载均衡器通常会执行SSL/TLS 卸载（终止）：它们为客户端处理加密工作，解密流量，使后端服务器无需执行这些操作。这样可以释放服务器的 CPU 资源供应用使用，并将证书管理集中到负载均衡器上。这也是组织在 Web 服务器前部署智能第 7 层负载均衡器的常见原因。

如果所有流量都经过一台负载均衡器，该负载均衡器就会成为单点故障。因此，负载均衡器通常会以成对方式部署，采用主主或主备模式，并在两者之间进行故障转移。提供可用性的工具本身也必须具备高可用性。冗余的负载均衡器对可以让整个前端保持弹性。

云服务提供商会将负载均衡作为托管服务提供，并根据需求自动扩展。结合自动扩展的服务器组，云平台可以根据负载在负载均衡器后面增加或移除服务器，然后在当前运行的服务器之间分配流量。这种弹性模式是云应用能够从容应对巨大且变化不定的流量的重要原因。

负载均衡和冗余相互配合，共同实现高性能和高可用性。冗余提供备用容量和组件；负载均衡则主动利用这些容量，分散工作负载，并实时绕过发生故障的部分。二者结合后，即使负载很高，服务仍能保持快速响应；即使个别服务器发生故障，服务仍能持续运行，这是弹性设计的基石。

测试您对负载均衡的掌握情况。

您已经学习了负载均衡。要点：

• 它将流量分散到多台服务器上，以实现可扩展性和可用性。
• 客户端访问虚拟 IP；负载均衡器选择后端服务器。
• 算法包括轮询、最少连接数和加权。
• 运行状况检查会移除发生故障的服务器；持久性会保持会话粘性。
• 第 4 层与第 7 层负载均衡；负载均衡器本身也会配置冗余。