标签:源地址 nbsp 轮询 将不 方向 控制 流量 利用 因此
负载均衡算法
负载均衡算法分为两类:一种是静态负载均衡,一种是动态负载均衡。
静态均衡算法:
1、轮询法
将请求按顺序轮流地分配到每个节点上,不关心每个节点实际的连接数和当前的系统负载。
优点:简单高效,易于水平扩展,每个节点满足字面意义上的均衡;
缺点:没有考虑机器的性能问题,根据木桶最短木板理论,集群性能瓶颈更多的会受性能差的服务器影响。
2、随机法
将请求随机分配到各个节点。由概率统计理论得知,随着客户端调用服务端的次数增多,其实际效果越来越接近于平均分配,也就是轮询的结果。
优缺点和轮询相似。
3、源地址哈希法
源地址哈希的思想是根据客户端的IP地址,通过哈希函数计算得到一个数值,用该数值对服务器节点数进行取模,得到的结果便是要访问节点序号。采用源地址哈希法进行负载均衡,同一IP地址的客户端,当后端服务器列表不变时,它每次都会落到到同一台服务器进行访问。
优点:相同的IP每次落在同一个节点,可以人为干预客户端请求方向,例如灰度发布;
缺点:如果某个节点出现故障,会导致这个节点上的客户端无法使用,无法保证高可用。当某一用户成为热点用户,那么会有巨大的流量涌向这个节点,导致冷热分布不均衡,无法有效利用起集群的性能。所以当热点事件出现时,一般会将源地址哈希法切换成轮询法。
4、加权轮询法
不同的后端服务器可能机器的配置和当前系统的负载并不相同,因此它们的抗压能力也不相同。给配置高、负载低的机器配置更高的权重,让其处理更多的请;而配置低、负载高的机器,给其分配较低的权重,降低其系统负载,加权轮询能很好地处理这一问题,并将请求顺序且按照权重分配到后端。
加权轮询算法要生成一个服务器序列,该序列中包含n个服务器。n是所有服务器的权重之和。在该序列中,每个服务器的出现的次数,等于其权重值。并且,生成的序列中,服务器的分布应该尽可能的均匀。比如序列{a, a, a, a, a, b, c}中,前五个请求都会分配给服务器a,这就是一种不均匀的分配方法,更好的序列应该是:{a, a, b, a, c, a, a}。
优点:可以将不同机器的性能问题纳入到考量范围,集群性能最优最大化;
缺点:生产环境复杂多变,服务器抗压能力也无法精确估算,静态算法导致无法实时动态调整节点权重,只能粗糙优化。
5、加权随机法
与加权轮询法一样,加权随机法也根据后端机器的配置,系统的负载分配不同的权重。不同的是,它是按照权重随机请求后端服务器,而非顺序。
6、键值范围法
根据键的范围进行负债,比如0到10万的用户请求走第一个节点服务器,10万到20万的用户请求走第二个节点服务器……以此类推。
优点:容易水平扩展,随着用户量增加,可以增加节点而不影响旧数据;
缺点:容易负债不均衡,比如新注册的用户活跃度高,旧用户活跃度低,那么压力就全在新增的服务节点上,旧服务节点性能浪费。而且也容易单点故障,无法满足高可用。
动态均衡算法:
1、最小连接数法
根据每个节点当前的连接情况,动态地选取其中当前积压连接数最少的一个节点处理当前请求,尽可能地提高后端服务的利用效率,将请求合理地分流到每一台服务器。俗称闲的人不能闲着,大家一起动起来。
优点:动态,根据节点状况实时变化;
缺点:提高了复杂度,每次连接断开需要进行计数;
实现:将连接数的倒数当权重值。
2、最快响应速度法
根据请求的响应时间,来动态调整每个节点的权重,将响应速度快的服务节点分配更多的请求,响应速度慢的服务节点分配更少的请求,俗称能者多劳,扶贫救弱。
优点:动态,实时变化,控制的粒度更细,跟灵敏;
缺点:复杂度更高,每次需要计算请求的响应速度;
实现:可以根据响应时间进行打分,计算权重。
3、观察模式法
观察者模式是综合了最小连接数和最快响应度,同时考量这两个指标数,进行一个权重的分配。
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