负载均衡-算法

负载均衡-算法

说明事项

不同模型下对于代理后面的的服务器叫法不一样, 有时候叫 上游(nginx), 有时候叫 后端,有的又叫 RS(lvs 的 RealServer),还有直接叫 server 的,大家知道是同一个东西就行。

负载均衡算法

简单分为两类: 静态算法 和 动态算法(根据状态的不同分配方式由所变化)

静态算法

  1. RR (Round-Robin) 轮询
    优点:简单,性能高
    特点: 不记录当前连接的状态,是一种无状态调度
    缺点: 如果后端资源配置不一样, 容易造成负载不平衡

  2. WRR (Weighted Round-Robin) 加权轮询
    在 RR 的基础上,可以增加或减少分配给某个后端应用的流量比例;

    例如: A=1,B=2;
    则请求 1 给 A, 请求 2,3 给 B, 请求 4 给 A, 请求 5,6 给 B

  3. random 随机算法

  4. ip_hash (Source Hashing) 源地址 HASH
    根据这个请求的源地址进行 hash, 然后从地址列表中找出一个服务器来; 类似与 取模 运算;

    优点: 同一个客户端IP的请求始终会落到一个后端节点,便于 cookie 与 session 进行会话绑定;
    缺点: 后端新增或减少一个节点时,将有 1/n 流量始终不可用, 如果重启或重载配置, 则原来映射关系就会全部重新排。

  5. 一致性哈希
    简单理解: 划一个圈, 每个节点占一个范围;

    如果有新增服务器, 就圈内找最合适的一个节点, 将它的一部分范围转交给新节点;
    也可以是两个相邻节点各出让一部分
    如果是某各节点故障, 就把它原来的这个范围, 给它相邻的两个节点进行瓜分;

    优点: 可以在客户端实现
    缺点: 节点变化时需要操作的内容有些多, 适合在客户端实现, 而不是 LB

  6. 序列分配
    根据键的序列进行分配; 如 ID 为 1-1000 分到 A 节点, 1001-2000 分配到 B 节点

  7. 取模分配
    对 key 和节点数进行取模计算后分配到相应节点

动态算法

  1. 最小连接数(Least-Connection ) 简称 LC
    对到每个后端服务器的连接进行计数, 谁少就把新连接给谁;
    适合场景: 下载类的服务,小文件下载连接释放得快

  2. 加权最少链接(Weighted Least-Connection) 简称 WLC
    在 LC 的基础上增加了权重, 权重高的可以承受更多连接

  3. 最快响应模式
    传递连接给那些响应最快的服务器

  4. 还有一些 lvs 的不常用算法, 如 LBLC(局部性的最少链接), LBLCR(带复制的基于局部性最少链接), SED(最短期望延迟), NQ(Never Queue) 等。比较复杂,我却从来没看谁用过,始终不理解场景, 就不抄了;

  5. 自定义控制
    如根据监控系统内的 CPU 使用率和连接数,当前大事务量等, 来改变注册中心内配置的权重
    劣势: 实现复杂
    优点: 非常灵活

LB 的一次连接和二次连接模式

一次连接:
负载均衡器对数据包仅做转发, 而不对后端重新发起三次握手, 类似交换机, 不记录状态;

二次连接: 和一次连接相对应, 在 tcp 转发时候, 对后端重新进行了三次握手,代理模式,有状态记录;

不严谨的话可以通过简单对比源端口是否有改变来简单判断是一次连接还是二次连接,
端口没改变, 可以理解为一次连接, 有改变就是二次连接

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最后更新于 2023-02-18 00:00 UTC