什么是负载均衡？

负载均衡指的是将用户的请求分摊到不同的服务器上处理，以提高系统的整体并发处理能力和可靠性。负载均衡可以有专门的软件和硬件来完成，一般情况下，硬件的性能和稳定性更好，但是太贵了，所以一般使用软件的负载均衡

负载均衡分类

负载均衡可以简单分为服务端负载均衡和客户端负载均衡这两种

服务端负载均衡

服务端负载均衡就是在服务端引入一个独立的负载均衡器（如 Nginx、LVS、Envoy、F5），由它来接收客户端请求并分发到后端实例。
它可以分为二层负载均衡，四层负载均衡，七层负载均衡，六层负载均衡，
其中 四层负载均衡（基于 TCP/UDP，性能高，但只能做转发）和 七层负载均衡（基于 HTTP/HTTPS，可以根据 URL、Header 做复杂策略）。
常见算法有轮询、加权轮询、最少连接、一致性哈希等。
在实际生产环境中，服务端负载均衡不仅负责流量分发，还要做健康检查、容灾、会话粘性和灰度发布。

四层负载均衡

四层负载均衡，也就是传输层（针对TCP/UDP）主要是 IP和端口的负载均衡，不关注具体的报文和URL，只是对TCP请求的流量转发

七层负载均衡

七层的负载均衡工作在OSI的第七层，主要协议是HTTP这一层的负载均衡比第四层的负载均衡请求方式更加复杂，它会读取报文的数据部分（比如我们说的HTTP部分的报文），然后根据读取的数据内容（如URL、Cookie）做出负载均衡决策，也就是说，七层负载均衡器的核心是报文内容（如URI、Cookie）层面的负载均衡，执行第七层负载均衡的设备通常称为反向代理服务器。

七层负载均衡会比四层负载均衡消耗更多的性能，不过功能性更强

常见方法有使用Nginx做反向代理：Nginx | 梦始，和 DNS解析： DNS | 梦始

客户端负载均衡

主要用于系统内部不同的服务之间，有现成的负载均衡组件

负载均衡常用算法

随机法

简单粗暴把流量随机分给不同的服务器，适合于各个服务器性能接近的集群

轮询法

按照顺序挨个访问服务器，还可以设置权重，适合于性能不同的集群，服务器配置的权重越高访问的次数越大，可以合理对于性能高的服务器多分配权重

两次随机法

在随机法基础上多增加了一次随机，多选出一个服务器，之后根据两台服务器的情况比较选择一个更好的服务器，两次随机法的好处是可以动态地调节后端节点的负载，使其更加均衡，如果只使用一次随机法，可能导致某些服务器过载，而某些服务器空闲

哈希法

将请求的参数信息转换成一个哈希值，然后根据哈希值来确定请求哪一台服务器处理

在服务器数量不变的情况下，相同的请求参数总是发到同一台服务器处理，比如同个IP的请求、同一个用户的请求

一致性哈希法

和哈希法一样，都是用哈希值确定服务器的使用，但是解决了一个问题，常规哈希法在服务器数量增加的情况下分配会发生变化，一致性哈希法将数据和哈希映射到一个环上面，根据哈希值的顺序确定数据属于哪个节点。当服务器增加或者删除，只影响该服务器的哈希，而不会导致整个服务器的哈希键值重新分布

最小连接法

当有新的请求出现时候，先遍历服务器节点选择其中连接数量最小的一台服务器连接

这种办法并不能完全保证合理，因为连接的少不一定就负载小

最少活跃法

和最小连接一样，选择最小活跃的一台，更加科学一点

最快响应法

不同于最小连接法和最少活跃法，最快响应时间为标准来选择具体哪一台服务器处理。客户端会维持每个服务器的响应时间，每次挑选响应时间最短的，这种方法可以使得请求更快被响应，但会造成流量过多集中于高性能服务器问题