架构学习:7种负载均衡算法策略

本文涉及的产品
应用型负载均衡 ALB,每月750个小时 15LCU
网络型负载均衡 NLB,每月750个小时 15LCU
传统型负载均衡 CLB,每月750个小时 15LCU
简介: 四层负载均衡包括数据链路层、网络层和应用层负载均衡。数据链路层通过修改MAC地址转发帧;网络层通过改变IP地址实现数据包转发;应用层有多种策略,如轮循、权重轮循、随机、权重随机、一致性哈希、响应速度和最少连接数均衡,确保请求合理分配到服务器,提升性能与稳定性。

负载均衡是什么就不具体介绍了,四层负载均衡的工作模式包括:数据链路层负载均衡、网络层负载均衡、应用层负载均衡

1.数据链路层负载均衡

数据链路层传输的是以太网帧,负载均衡器修改帧的MAC目标地址,转发到对应服务器的网卡上。流程如下:

负载均衡1.png

2.网络层负载均衡

一个 IP 协议数据包由 Headers 和 Payload 两部分组成,在 IP 分组数据包的 Headers 带有源和目标的 IP 地址即可。源和目标 IP 地址代表了“数据是从分组交换网络中的哪台机器发送到哪台机器的”,所以可以通过改变这里面的 IP 地址,来实现数据包的转发,流程如下:

负载均衡2.png

3.应用层负载均衡策略

3.1轮循均衡(Round Robin)

每一次来自网络的请求,会轮流分配给内部中的服务器,从 1 到 N 然后重新开始。

这种均衡算法适用于服务器组中的所有服务器都有相同的软硬件配置,并且平均服务请求相对均衡的情况。

3.2权重轮循均衡 Weighted Round Robin

根据服务器的不同处理能力,给每个服务器分配不同的权值,使其能够接受相应权值数的服务请求。

比如,服务器 A 的权值被设计成 1,B 的权值是 3,C 的权值是 6,则服务器 A、B、C 将分别接收到 10%、30%、60%的服务请求。这种均衡算法能确保高性能的服务器得到更多的使用率,避免低性能的服务器负载过重。

3.3随机均衡 Random

即把来自客户端的请求随机分配给内部中的多个服务器。这种均衡算法在数据足够大的场景下,能达到相对均衡的分布。

3.4权重随机均衡 Weighted Random

这种均衡算法类似于权重轮循算法,不过在处理请求分担的时候,它是个随机选择的过程

3.5一致性哈希均衡Consistency Hash

根据请求中的某些数据(可以是 MAC、IP 地址,也可以是更上层协议中的某些参数信息)作为特征值,来计算需要落在哪些节点上,算法一般会保证同一个特征值,每次都一定落在相同的服务器上。

这里一致性的意思就是,保证当服务集群的某个真实服务器出现故障的时候,只影响该服务器的哈希,而不会导致整个服务集群的哈希键值重新分布。

3.6 响应速度均衡 Response Time

即负载均衡设备对内部各服务器发出一个探测请求(如 Ping),然后根据内部中各服务器对探测请求的最快响应时间,来决定哪一台服务器来响应客户端的服务请求。

这种均衡算法能比较好地反映服务器的当前运行状态,但要注意,这里的最快响应时间,仅仅指的是负载均衡设备与服务器间的最快响应时间,而不是客户端与服务器间的最快响应时间。

3.7 最少连接数均衡 Least Connection

客户端的每一次请求服务,在服务器停留的时间可能会有比较大的差异。那么随着工作时间加长,如果采用简单的轮循或者随机均衡算法,每一台服务器上的连接进程可能会产生极大的不平衡,并没有达到真正的负载均衡。

所以,最少连接数均衡算法就会对内部中需要负载的每一台服务器,都有一个数据记录,也就是记录当前该服务器正在处理的连接数量,当有新的服务连接请求时,就把当前请求分配给连接数最少的服务器,使均衡更加符合实际情况,负载也能更加均衡。这种均衡算法适合长时间处理的请求服务,比如 FTP 传输。

相关实践学习
每个IT人都想学的“Web应用上云经典架构”实战
本实验从Web应用上云这个最基本的、最普遍的需求出发,帮助IT从业者们通过“阿里云Web应用上云解决方案”,了解一个企业级Web应用上云的常见架构,了解如何构建一个高可用、可扩展的企业级应用架构。
相关文章
|
5月前
|
负载均衡 算法 关系型数据库
大数据大厂之MySQL数据库课程设计:揭秘MySQL集群架构负载均衡核心算法:从理论到Java代码实战,让你的数据库性能飙升!
本文聚焦 MySQL 集群架构中的负载均衡算法,阐述其重要性。详细介绍轮询、加权轮询、最少连接、加权最少连接、随机、源地址哈希等常用算法,分析各自优缺点及适用场景。并提供 Java 语言代码实现示例,助力直观理解。文章结构清晰,语言通俗易懂,对理解和应用负载均衡算法具有实用价值和参考价值。
大数据大厂之MySQL数据库课程设计:揭秘MySQL集群架构负载均衡核心算法:从理论到Java代码实战,让你的数据库性能飙升!
|
10天前
|
存储 并行计算 算法
【动态多目标优化算法】基于自适应启动策略的混合交叉动态约束多目标优化算法(MC-DCMOEA)求解CEC2023研究(Matlab代码实现)
【动态多目标优化算法】基于自适应启动策略的混合交叉动态约束多目标优化算法(MC-DCMOEA)求解CEC2023研究(Matlab代码实现)
|
5月前
|
存储 监控 算法
解析公司屏幕监控软件中 C# 字典算法的数据管理效能与优化策略
数字化办公的时代背景下,企业为维护信息安全并提升管理效能,公司屏幕监控软件的应用日益普及。此软件犹如企业网络的 “数字卫士”,持续记录员工电脑屏幕的操作动态。然而,伴随数据量的持续增长,如何高效管理这些监控数据成为关键议题。C# 中的字典(Dictionary)数据结构,以其独特的键值对存储模式和高效的操作性能,为公司屏幕监控软件的数据管理提供了有力支持。下文将深入探究其原理与应用。
98 4
|
2月前
|
机器学习/深度学习 算法 数据可视化
近端策略优化算法PPO的核心概念和PyTorch实现详解
本文深入解析了近端策略优化(PPO)算法的核心原理,并基于PyTorch框架实现了完整的强化学习训练流程。通过Lunar Lander环境展示了算法的全过程,涵盖环境交互、优势函数计算、策略更新等关键模块。内容理论与实践结合,适合希望掌握PPO算法及其实现的读者。
287 2
近端策略优化算法PPO的核心概念和PyTorch实现详解
|
28天前
|
运维 算法 安全
基于变异粒子群算法的主动配电网故障恢复策略(Matlab代码实现)
基于变异粒子群算法的主动配电网故障恢复策略(Matlab代码实现)
|
3月前
|
存储 监控 算法
基于 Python 跳表算法的局域网网络监控软件动态数据索引优化策略研究
局域网网络监控软件需高效处理终端行为数据,跳表作为一种基于概率平衡的动态数据结构,具备高效的插入、删除与查询性能(平均时间复杂度为O(log n)),适用于高频数据写入和随机查询场景。本文深入解析跳表原理,探讨其在局域网监控中的适配性,并提供基于Python的完整实现方案,优化终端会话管理,提升系统响应性能。
81 4
|
4月前
|
缓存 负载均衡 网络协议
电商API接口性能优化技术揭秘:缓存策略与负载均衡详解
电商API接口性能优化是提升系统稳定性和用户体验的关键。本文聚焦缓存策略与负载均衡两大核心,详解其在电商业务中的实践。缓存策略涵盖本地、分布式及CDN缓存,通过全量或部分缓存设计和一致性维护,减少后端压力;负载均衡则利用反向代理、DNS轮询等技术,结合动态调整与冗余部署,提高吞吐量与可用性。文中引用大型及跨境电商平台案例,展示优化效果,强调持续监控与迭代的重要性,为电商企业提供了切实可行的性能优化路径。
|
5月前
|
监控 算法 JavaScript
公司局域网管理视域下 Node.js 图算法的深度应用研究:拓扑结构建模与流量优化策略探析
本文探讨了图论算法在公司局域网管理中的应用,针对设备互联复杂、流量调度低效及安全监控困难等问题,提出基于图论的解决方案。通过节点与边建模局域网拓扑结构,利用DFS/BFS实现设备快速发现,Dijkstra算法优化流量路径,社区检测算法识别安全风险。结合WorkWin软件实例,展示了算法在设备管理、流量调度与安全监控中的价值,为智能化局域网管理提供了理论与实践指导。
128 3
|
6月前
|
负载均衡 算法 关系型数据库
大数据新视界--大数据大厂之MySQL数据库课程设计:MySQL集群架构负载均衡故障排除与解决方案
本文深入探讨 MySQL 集群架构负载均衡的常见故障及排除方法。涵盖请求分配不均、节点无法响应、负载均衡器故障等现象,介绍多种负载均衡算法及故障排除步骤,包括检查负载均衡器状态、调整算法、诊断修复节点故障等。还阐述了预防措施与确保系统稳定性的方法,如定期监控维护、备份恢复策略、团队协作与知识管理等。为确保 MySQL 数据库系统高可用性提供全面指导。
|
4月前
|
人工智能 负载均衡 Cloud Native
云原生之负载均衡策略
ai必学之负载均衡 @[TOC]轮询处理;weight权重;ip_hash

热门文章

最新文章