• 8. 负载均衡请求转发实现


    本章内容:

      1.HTTP重定向

      2.DNS域名解析

      3.反向代理服务器

      4.网络层

      5.链路层


      上一章节讲述了负载均衡时如何选择目的转发服务器IP地址,这章主要讲述如何实现转发。

    一、HTTP重定向

      HTTP 重定向负载均衡服务器使用某种负载均衡算法计算得到服务器的 IP 地址之后,将该地址写入 HTTP 重定向报文中,状态码为 302。客户端收到重定向报文之后,需要重新向服务器发起请求。

    缺点:

    • 需要两次请求,因此访问延迟比较高;
    • HTTP 负载均衡器处理能力有限,会限制集群的规模。

    该负载均衡转发的缺点比较明显,实际场景中很少使用它。

    二、DNS域名解析

     

      在 DNS 解析域名的同时使用负载均衡算法计算服务器 IP 地址。

    优点:

    • DNS 能够根据地理位置进行域名解析,返回离用户最近的服务器 IP 地址。

    缺点:

    • 由于 DNS 具有多级结构,每一级的域名记录都可能被缓存,当下线一台服务器需要修改 DNS 记录时,需要过很长一段时间才能生效。大型网站基本使用了 DNS 做为第一级负载均衡手段,然后在内部使用其它方式做第二级负载均衡。也就是说,域名解析的结果为内部的负载均衡服务器 IP 地址。

    三、反向代理服务器

      反向代理服务器位于源服务器前面,用户的请求需要先经过反向代理服务器才能到达源服务器。反向代理可以用来进行缓存、日志记录等,同时也可以用来做为负载均衡服务器。

      在这种负载均衡转发方式下,客户端不直接请求源服务器,因此源服务器不需要外部 IP 地址,而反向代理需要配置内部和外部两套 IP 地址。

    优点:

    • 与其它功能集成在一起,部署简单。

    缺点:

    • 所有请求和响应都需要经过反向代理服务器,它可能会成为性能瓶颈。

    四、网络层

      在操作系统内核进程获取网络数据包,根据负载均衡算法计算源服务器的 IP 地址,并修改请求数据包的目的 IP 地址,最后进行转发。

    源服务器返回的响应也需要经过负载均衡服务器,通常是让负载均衡服务器同时作为集群的网关服务器来实现。

    优点:

    • 在内核进程中进行处理,性能比较高。

    缺点:

    • 和反向代理一样,所有的请求和响应都经过负载均衡服务器,会成为性能瓶颈。

    五、链路层

      在链路层根据负载均衡算法计算源服务器的 MAC 地址,并修改请求数据包的目的 MAC 地址,并进行转发

      通过配置源服务器的虚拟 IP 地址和负载均衡服务器的 IP 地址一致,从而不需要修改 IP 地址就可以进行转发。也正因为 IP 地址一样,所以源服务器的响应不需要转发回负载均衡服务器,可以直接转发给客户端,避免了负载均衡服务器的成为瓶颈。

      这是一种三角传输模式,被称为直接路由。对于提供下载和视频服务的网站来说,直接路由避免了大量的网络传输数据经过负载均衡服务器。

      这是目前大型网站使用最广负载均衡转发方式,在 Linux 平台可以使用的负载均衡服务器为 LVS(Linux Virtual Server)。

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