负载均衡原理与技术实现

负载均衡原理与技术实现

负载均衡(Load Balance,简称LB)是一种服务器或网络设备的集群技术。负载均衡将特定的业务(网络服务、网络流量等)分担给多个服务器或网络设备,从而提高了业务处理能力,保证了业务的高可用性。负载均衡基本概念有:实服务、实服务组、虚服务、调度算法、持续性等,其常用应用场景主要是服务器负载均衡,链路负载均衡。

一服务器负载均衡

服务器负载均衡根据LB设备处理到的报文层次,分为四层服务器负载均衡和七层负载均衡,四层处理到IP包的IP头,不解析报文四层以上载荷(L4 SLB);七层处理到报文载荷部分,比如HTTP,RTSP,SIP报文头,有时也包括报文内容部分(L7 SLB)。

1.四层服务器负载均衡技术

客户端将请求发送给服务器群前端的负载均衡设备,负载均衡设备上的虚服务接收客户端请求,通过调度算法,选择真实服务器,再通过网络地址转换,用真实服务器地址重写请求报文的目标地址后,将请求发送给选定的真实服务器;真实服务器的响应报文通过负载均衡设备时,报文的源地址被还原为虚服务的VSIP,再返回给客户,完成整个负载调度过程。报文交互流程如下:

负载均衡原理与技术实现

NAT方式的服务器负载均衡报文交互流程图报文交互流程说明:

(1)Host发送服务请求报文,源IP为Host IP、目的IP为VSIP

(2)LB Device接收到请求报文后,借助调度算法计算出应该将请求分发给哪台Server

(3)LB Device使用DNAT技术分发报文,源IP为Host IP、目的IP为Server IP

(4)Server接收并处理请求报文,返回响应报文,源IP为Server IP、目的IP为Host IP

(5)LB Device接收响应报文,转换源IP后转发,源IP为VSIP、目的IP为Host IP

2.七层服务器负载均衡技术

七层负载均衡和四层负载均衡相比,只是进行负载均衡的依据不同,而选择确定的实服务器后,所做的处理基本相同,下面以HTTP应用的负载均衡为例来说明。

由于在TCP握手阶段,无法获得HTTP真正的请求内容,因此也就无法将客户的TCP握手报文直接转发给服务器,必须由负载均衡设备先和客户完成TCP握手,等收到足够的七层内容后,再选择服务器,由负载均衡设备和所选服务器建立TCP连接。

七层负载均衡组网和四层负载均衡组网有一个显著的区别:四层负载均衡每个虚服务对应一

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