浅叙负载均衡集群的性能

本文涉及的产品
应用型负载均衡 ALB,每月750个小时 15LCU
传统型负载均衡 CLB,每月750个小时 15LCU
网络型负载均衡 NLB,每月750个小时 15LCU
简介: 对于服务器方面的负载均衡集群技术我们做了简要的介绍,主要包括它的性能进行了分析,扩展性,可用性这些方面都是我们要谈及的话题。

通过认知,我们知道,负载均衡和集群是两个概念。在一定程度上,负载均衡是包含在集群之中的。那么,随着技术的不断改进,现在我们通常把负载均衡集群一起来说,因为,在服务器方面的均衡策略总是将集群和负载均衡的概念相捆绑的。

集群技术的目标在于通过多层网络结构进一步提高扩展性、可用性与可靠性。目前应用最为广泛的集群计算技术包括高可用集群技术、高性能并行数据库集群技术和高扩展负载均衡集群技术,这三种技术在实际应用中有可能会存在同一个应用中。

负载均衡集群技术介绍

1 技术概念

负载均衡集群:英文原文为Load Balance Cluster,简称LB Cluster或者LB高扩展集群,是指以维持可接受性能的前提下处理不断提高的工作负载为目标的服务器集群技术。

负载均衡集群主要使用在Web服务器以及中间件应用服务器中,用来提高系统的高性能、可扩展性与高可用性;在集群中增加服务器可以提升集群系统的处理能力,每个服务器的配置不要求完全一致。

◆高性能

一个负载均衡集群系统由多台服务器组成,对外部而言,整个集群就如同一台高性能服务器,系统只有一个对外的网络地址(虚拟IP地址),所有对集群的请求都发到这个地址上。系统中有专门的机制能够将这些请求按照一定原则分发到集群中的各台服务器上,让它们各自分担一部分工作。

◆高扩展性

负载均衡集群具有较好的可扩展性,因为扩大系统规模非常容易,只要在集群中增加新的服务器即可。

◆高可用性

负载均衡集群系统将会在各种商业应用领域中占有举足轻重的地位。商用系统最重视系统的可靠性和容错性,二者合在一起称为系统的可用性。常用的系统可用性指标有系统平均无故障时间、期望不间断工作时间及年平均故障率等。由于负载均衡集群系统中各台服务器之间相对独立,采用一些不太复杂的技术就能使集群系统达到很高的可用性。

2 工作原理

2.1 负载均衡集群结构

负载均衡集群就是带均衡策略(算法)的服务器集群,服务器称作节点。负载均衡集群在多节点之间按照一定的算法分发网络或计算处理负载。

负载均衡建立在现有网络结构之上,提供一种廉价有效的方法来扩展服务器带宽,增加吞吐量,提高数据处理能力,同时又可以避免单点故障。

负载均衡集群一般的框架结构,以Web访问为例,多个Web服务器内部署相同的Web内容,Internet客户端的访问请求首先进入负载均衡器,然后由负载均衡器根据负载均衡算法合理地分配给某个Web服务器。

负载均衡的作用就像轮流值日制度,把任务分给大家来完成,以免让一个人过度劳累。但是与轮流值日制度不同的是,负载均衡是一种动态均衡,它通过一些工具实时地分析数据包,掌握网络中的数据流量状况,把任务分配出去。对于不同的应用环境,使用的均衡策略(算法)是不同的,比如电子商务网站,它的计算负荷大;再如网络数据库应用,读写频繁,服务器的存储子系统系统面临很大压力;再如视频服务应用,数据传输量大,网络接口负担重压。所以负载均衡策略也就有了多种多样的形式,广义上的负载均衡既可以设置专门的网关、负载均衡器,也可以通过一些专用软件与协议来实现。

在OSI(开发系统互连)七层协议模型中,第二(数据链路层)、第三(网络层)、第四(传输层)、第七层(应用层)都有相应的负载均衡策略。在数据链路层上实现负载均衡的原理是根据数据包的目的MAC地址选择不同的路径;在网络层上可利用基于IP地址的分配方式将数据流疏通到多个节点;而传输层和应用层的交换(Switch),本身便是一种基于访问流量的控制方式,能够实现负载均衡。

目前实现负载均衡的产品可以分为硬件产品、类硬件与软件产品三大类。
◆硬件产品:比软件产品运行快,但价格较高。比如Alteon 公司的AD3。

◆类硬件:是指用一台专门的服务器安装特定的软件来模拟硬件负载均衡器,比如在Turbo Linux操作系统上安装TCS(Turbo Cluster Server)软件。类硬件一般只用来提供网络请求的分发,而不作为功能服务器向客户端提供服务。

◆软件产品:包括Web服务器层和应用服务器层的很多产品都提供了负载均衡功能。

2.2 负载均衡策略

所有的负载均衡产品都需要一定的负载均衡策略来实现,负载均衡策略也被称为负载均衡算法。目前,最常用的负载均衡算法主要有三种:轮循(Round-Robin)、最小连接数(Least Connections First)和快速响应优先(Faster Response Precedence)。

轮循算法,就是将来自网络的请求依次分配给集群中的服务器进行处理。

最小连接数算法,就是为集群中的每台服务器设置一个记数器,记录每个服务器当前的连接数,负载均衡系统总是选择当前连接数最少的服务器分配任务。这要比“轮循算法”好很多,因为在有些场合中,简单的轮循不能判断哪个服务器的负载更低,也许新的工作又被分配给了一个已经很忙的服务器了。

快速响应优先算法,是根据集群中的服务器状态(CPU、内存等主要处理部分)来分配任务。这一点很难做到,事实上到目前为止,采用这个算法的负载均衡系统还很少。尤其对于硬件负载均衡设备来说,只能在TCP/IP协议方面做工作,几乎不可能深入到服务器的处理系统进行监测。但是它是未来发展的方向。

综上所述,负载均衡集群的使用是非常广泛的,它的核心内容是运用越来越科学的负载分配算法开发出软件或硬件,来实现负载的更加合理地分配。

相关实践学习
SLB负载均衡实践
本场景通过使用阿里云负载均衡 SLB 以及对负载均衡 SLB 后端服务器 ECS 的权重进行修改,快速解决服务器响应速度慢的问题
负载均衡入门与产品使用指南
负载均衡(Server Load Balancer)是对多台云服务器进行流量分发的负载均衡服务,可以通过流量分发扩展应用系统对外的服务能力,通过消除单点故障提升应用系统的可用性。 本课程主要介绍负载均衡的相关技术以及阿里云负载均衡产品的使用方法。
相关文章
|
8月前
|
负载均衡 监控 算法
实现负载均衡策略:优化系统性能与可用性
实现负载均衡策略:优化系统性能与可用性
|
负载均衡 应用服务中间件 Linux
Nginx系列教程(14) - LVS+KeepAlived+Nginx实现高性能负载均衡集群
Nginx系列教程(14) - LVS+KeepAlived+Nginx实现高性能负载均衡集群
1424 0
|
2月前
|
弹性计算 运维 负载均衡
阿里云SLB的性能优势
【11月更文挑战第3天】
50 3
|
3月前
|
运维 负载均衡 监控
提升系统性能:高效运维的秘密武器——负载均衡技术
在当今数字化时代,系统的高可用性和高性能成为各类企业和组织追求的目标。本文旨在探讨负载均衡技术在运维工作中的关键作用,通过深入分析其原理、类型及实际应用案例,揭示如何利用这项技术优化资源分配,提高系统的响应速度和可靠性,确保用户体验的稳定与流畅。无论是面对突如其来的高流量冲击,还是日常的运维管理,负载均衡都展现出了不可或缺的重要性,成为现代IT架构中的基石之一。
213 4
|
5月前
|
负载均衡 算法 应用服务中间件
负载均衡技术在Web服务器集群中的应用
【8月更文第28天】随着互联网的发展和用户对Web服务需求的增长,单台服务器很难满足大规模访问的需求。为了提高系统的稳定性和扩展性,通常会采用Web服务器集群的方式。在这种架构中,负载均衡器扮演着至关重要的角色,它能够合理地分配客户端请求到不同的后端服务器上,从而实现资源的最优利用。
158 2
|
5月前
|
负载均衡 算法 关系型数据库
MySQL集群如何实现负载均衡?
【8月更文挑战第16天】MySQL集群如何实现负载均衡?
307 6
|
5月前
|
负载均衡 网络协议
使用LVS搭建集群实现负载均衡(二)安装使用
【8月更文挑战第8天】使用LVS搭建集群实现负载均衡(二)安装使用
88 5
|
5月前
|
存储 负载均衡 算法
使用LVS搭建集群实现负载均衡(一)
【8月更文挑战第8天】使用LVS搭建集群实现负载均衡
205 5
|
5月前
|
负载均衡 前端开发 数据处理
"揭秘!ALB负载均衡器如何赋能Airflow,让数据处理命令请求在云端翩翩起舞,挑战性能极限,你不可不知的秘密!"
【8月更文挑战第20天】在现代云计算环境中,负载均衡ALB作为七层HTTP/HTTPS流量分发器,能显著提升系统的可用性和扩展性。结合Airflow这一开源工作流管理平台,ALB可以有效分发其REST API命令请求。通过配置ALB实例监听HTTP/S请求,并将多个Airflow实例加入目标组,再配合健康检查确保实例稳定,即可实现对Airflow命令的高效负载均衡,进而增强数据处理任务的可靠性和性能。
48 0
|
6月前
|
消息中间件 负载均衡 算法
【RocketMQ系列十二】RocketMQ集群核心概念之主从复制&生产者负载均衡策略&消费者负载均衡策略
【RocketMQ系列十二】RocketMQ集群核心概念之主从复制&生产者负载均衡策略&消费者负载均衡策略
172 2