1.基于 DNS run repeating

最早的负载均衡技术是通过DNS服务中的随机名字解析来实现的,在DNS服务器中,可以为多个不同的 地址配置同一个名字,而最终查询这个名字的客户机将在解析这个名字时得到其中的一个地址。因此,对于同一个名字,不同的客户机会得到不同的地址,他们也就 访问不同地址上的Web服务器,从而达到负载均衡的目的。

me:利用一个DNS域名对应多个ip地址,我想一则DNS对应的ip数量有最大值,二如果直接访问ip不能体现loadbanance

例如如果希望使用三个Web服务器来回应对www.exampleorg.org.cn的HTTP请求,就可以设置该域的DNS服务器中关于该域的数据包括有与下面例子类似的结果:

         www     N   A    192.168.1.1

        www2   IN   A    192.168.1.2

        www3   IN   A    192.168.1.3

        www   IN   CNAME   www1

        www   IN   CNAME   www2

        www   IN   CNAME   www3

此后外部的客户机就可能随机的得到对应www的不同地址,那么随后的HTTP请求也就发送给不同地址了。

DNS 负载均衡的优点是简单、易行,并且服务器可以位于互联网的任意位置上,当前使用在包括Yahoo在内的Web站点上。然而它也存在不少缺点,一个缺点是为 了保证DNS数据及时更新,一般都要将DNS的刷新时间设置的较小,但太小就会造成太大的额外网络流量,并且更改了DNS数据之后也不能立即生效;第二点 是DNS负载均衡无法得知服务器之间的差异,它不能做到为性能较好的服务器多分配请求,也不能了解到服务器的当前状态,甚至会出现客户请求集中在某一台服 务器上的偶然情况。

2.基于Reverse Proxy Loan Balance

使用代理服务器可以将请求转发给内部的Web服务器,使用这种加速模式显然可以提升静态网页的访问速度。因此也可以考虑使用这种技术,让代理服务器 将请求均匀转发给多台内部Web服务器之一上,从而达到负载均衡的目的。这种代理方式与普通的代理方式有所不同,标准代理方式是客户使用代理访问多个外部 Web服务器,而这种代理方式是多个客户使用它访问内部Web服务器,因此也被称为反向代理模式。

实现这个反向代理能力并不能算是一个特别复杂的任务,但是在负载均衡中要求特别高的效率,这样实现起来就不是十分简单的了。每针对一次代理,代理服 务器就必须打开两个连接,一个为对外的连接,一个为对内的连接,因此对于连接请求数量非常大的时候,代理服务器的负载也就非常之大了,在最后反向代理服务 器会成为服务的瓶颈。例如,使用Apache的mod_rproxy模块来实现负载均衡功能时,提供的并发连接数量受Apache本身的并发连接数量的限 制。一般来讲,可以使用它来对连接数量不是特别大,但每次连接都需要消耗大量处理资源的站点进行负载均衡,例如搜寻。

使用反向代理的好处是,可以将负载均衡和代理服务器的高速缓存技术结合在一起,提供有益的性能,具备额外的安全性,外部客户不能直接访问真实的服务 器。并且实现起来可以实现较好的负载均衡策略,将负载可以非常均衡的分给内部服务器,不会出现负载集中到某个服务器的偶然现象。

me:这样这个代理服务器需要分发请求,负担比较大


3.基于NAT Load Balance

网络地址转换为在内部地址和外部地址之间进行转换,以便具备内部地址的计算机能访问外部网络,而当外部网络中的计算机访问地址转换网关拥有的某一外 部地址时,地址转换网关能将其转发到一个映射的内部地址上。因此如果地址转换网关能将每个连接均匀转换为不同的内部服务器地址,此后外部网络中的计算机就 各自与自己转换得到的地址上服务器进行通信,从而达到负载分担的目的。

地址转换可以通过软件方式来实现,也可以通过硬件方式来实现。使用硬件方式进行操作一般称为交换,而当交换必须保存TCP连接信息的时候,这种针对 OSI 网络层的操作就被称为第四层交换。支持负载均衡的网络地址转换为第四层交换机的一种重要功能,由于它基于定制的硬件芯片,因此其性能非常优秀,很多交换机 声称具备400MB-800MB的第四层交换能力,然而也有一些资料表明,在如此快的速度下,大部分交换机就不再具备第四层交换能力了,而仅仅支持第三层 甚至第二层交换。软件方法是使用免费的自由软件来完成这项任务。其中包括Linux Virtual Server Project中的NAT实现方式,或者在FreeBSD下natd、PF实现方式。


me:网络地址转换 (NAT) 是一个 Internet IETF 标准,用于允许专用网络上的多台 PC (使用专用地址段,例如 10.0.x.x、192.168.x.x、172.x.x.x) 共享单个、全局路由的 IPv4 地址。IPv4 地址日益不足是经常部署 NAT 的一个主要原因。Windows XP 和 Windows Me 中的“Internet 连接共享”及许多Internet 网关设备都使用 NAT,尤其是在通过 DSL 或电缆调制解调器连接宽带网的情况下。

4.DSR(Direct Server Retun)Load Balance

上面使用网络地址转换来实现负载分担,毫无疑问所有的网络连接都必须通过中心负载均衡器,那么如果负载特别大,以至于后台的服务器数量不再在是几 台、十几台,而是上百台甚至更多,即便是使用性能优秀的硬件交换机也会遇到瓶颈。此时问题将转变为,如何将那么多台服务器分布到各个互联网的多个位置,分 散网络负担。当然这可以通过综合使用DNS和NAT两种方法来实现,然而更好的方式是使用一种半中心的负载均衡方式。

在这种半中心的负载均衡方式下,即当客户请求发送给负载均衡器的时候,中心负载均衡器将请求打包并发送给某个服务器,而服务器的回应请求不再返回给中心负载均衡器,而是直接返回给客户,因此中心负载均衡器只负责接受并转发请求,其网络负担就较小了。

上图来自Linux Virtual Server Project,为他们使用IP隧道实现的这种负载分担能力的请求/回应过程,此时每个后台服务器都需要进行特别的地址转换,以欺骗浏览器客户,认为它的回应为正确的回应。

这种方式的硬件实现方式也非常昂贵,但是会根据厂商的不同,具备不同的特殊功能,例如对SSL的支持等。我所用到的就是这种方法,DSR+PR来实现负载均衡。


比较上面的负载均衡方式,DNS最容易,也最常用,能够满足一般的需求。但如果需要进一步的管理和控制,可以选用反向代理方式或NAT方式,如果访问量很大而且经济条件许可的状况下还是选择DSR+RP方式比较好。