對於使用者數較多、負載較大的網站，我們通常都會使用負載均衡（LB：Load Balance）來增加伺服器的承載能力。負載均衡是雲端計算的一個基本服務元件，通常都會搭配雲主機來構建雲服務，比如阿里雲的SLB（Server Load Balancer）、騰訊雲的CLB（Cloud Load Balancer）。

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負載均衡可以將客戶端請求分攤到多個操作單元上進行處理

硬體負載均衡

負載均衡有很多種不同的實現方式，總的來說，可以分為硬體負載均衡與軟體負載均衡兩大類。

硬體負載均衡有很多裝置商可以提供解決方案，比如NetScaler、F5、Array Networks等。硬體負載均衡的優勢比較明顯：有專業團隊進行維護、效能好、且穩定可靠。

F5負載均衡器

但硬體負載均衡解決方案也有缺點，比如裝置和服務費用昂貴，靈活性差，功能和容量都難以擴充套件。軟體負載均衡相對來說，靈活性強，擴充套件起來更容易，所以軟體負載均衡解決方案越來越受到青睞。

DNS負載均衡

軟體負載均衡最早通過DNS來實現，即一個域名對應多個IP地址。在應答DNS查詢時，DNS伺服器對每個查詢將以DNS檔案中主機記錄的IP地址按順序返回不同的解析結果，將客戶端的訪問引導到不同的機器上去，使得不同的客戶端訪問不同的伺服器，從而達到負載均衡的目的。

DNS負載均衡的解決方案原理比較簡單，不過缺點也比較明顯：

• 第一，不能夠按照Web伺服器的處理能力分配負載；

• 第二，DNS負載均衡技術沒有考慮容錯，即使某個伺服器不可用，DNS仍然會把請求轉發過去；

• 第三，一旦發現某個伺服器出現故障，即使及時修改了DNS設定，但還是要等DNS重新整理時間到了才能生效。

開源軟體解決方案

後來出現了開源軟體負載均衡的解決方案，最主流的就是LVS和Nginx。基於開源軟體的負載均衡打破了硬體LB的壟斷，降低了負載均衡的實施成本。

（1）LVS = Linux Virtual Server

LVS虛擬伺服器，在1998年5月由章文嵩博士成立，是中國國內最早出現的自由軟體專案之一。

LVS是把負載均衡的功能做到了Linux核心裡面。LVS叢集採用IP負載均衡技術和基於內容請求分發技術，將一組伺服器構成一個高效能的、高可用的虛擬伺服器。

整個伺服器叢集的結構對客戶是透明的，客戶訪問集群系統提供的網路服務就像訪問一臺高效能、高可用的伺服器一樣，而且無需修改客戶端和伺服器端的程式。

（2）Nginx

Nginx是一個輕量級的Web伺服器，同時也是一個反向代理伺服器，可以利用其反向代理的功能做負載均衡。Nginx與LVS相比主要有以下幾點不同：

• 與LVS在層四進行負載均衡不同，Nginx是在層7進行，可以針對Http應用進行分流；

• 轉發策略也更靈活，比如可以針對域名或目錄結構進行轉發；

• Nginx對網路的依賴比較小，理論上只要Ping得通，網頁訪問正常就能連通，而LVS比較依賴網路環境。

總的來說，Nginx的應用場合要更多一些，LVS則更適合節點比較多的大型系統。

基於雲的負載均衡（Cloud Load Balance）

除了在雲主機上自己利用LVS或Nginx搭建負載均衡伺服器，阿里雲、騰訊雲等雲端計算服務商，均提供了專門的負載均衡服務，配置容易。這些服務商的負載均衡解決方案，往往是結合了層7與層4的綜合負載均衡方案，而且還需要考慮VPC網路與物理網路的不同情況（關於VPC的概念，可以參考之前的文章，《聊聊雲端計算：VPC與VPN有什麼關係》）。具體實現方案比較複雜，這裡就不過多介紹了，反正會用就行。

基於負載均衡實現的典型的雲服務架構

上圖就是一個基於負載均衡的典型的雲服務架構。在我們搭建網際網路應用時，可能需要考慮伺服器的承載能力，或者需要保障伺服器可用性，避免出現單點故障，使用負載均衡就是一個基本操作，掌握了LB，我們的服務就更加穩定了。