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數據庫服務器租用設計負載均衡的方法有哪些

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2022-12-02 15:12:57
欄目: 云計算

數據庫服務器租用設計負載均衡的方法有:1、HTTP重定向負載均衡,能實現重定向;2、DNS域名解析負載均衡,能省去網站管理維護負載均衡服務器;3、反向代理負載均衡,也叫應用層負載均衡,部署簡單;4、IP負載均衡,有更好的處理性能;5、數據鏈路層負載均衡,能避免負載均衡服務器網卡帶寬的瓶頸。

具體內容如下:

1、HTTP重定向負載均衡

HTTP 重定向服務器是一臺普通的應用服務器,其唯一的功能就是根據用戶的 HTTP 請求計算一臺真實的服務器地址,并將真實的服務器地址寫入 HTTP 重定向響應中(響應狀態嗎 302)返回給瀏覽器,然后瀏覽器再自動請求真實的服務器。

2、DNS 域名解析負載均衡

在 DNS 服務器中配置多個 A 記錄,如:www.mysite.com IN A 114.100.80.1、www.mysite.com IN A 114.100.80.2、www.mysite.com IN A 114.100.80.3。

每次域名解析請求都會根據負載均衡算法計算一個不同的 IP 地址返回,這樣 A 記錄中配置的多個服務器就構成一個集群,并可以實現負載均衡。圖中的瀏覽器請求解析域名www.mysite.com,DNS 根據 A 記錄和負載均衡算法計算得到一個 IP 地址 114.100.80.3,并返回給瀏覽器;瀏覽器根據該 IP 地址,訪問真實物理服務器 114.100.80.3。

(1)優點

將負載均衡的工作交給了 DNS,省掉了網站管理維護負載均衡服務器的麻煩,同時許多 DNS 還支持基于地理位置的域名解析,即會將域名解析成距離用戶地理最近的一個服務器地址,這樣就可以加快用戶訪問速度,改善性能。

(2)缺點

目前的 DNS 是多級解析,每一級 DNS 都可能緩存 A 記錄,但下線某臺服務器時,即使修改了 DNS 的 A 記錄,要使其生效也需要較長時間,這段時間,DNS 依然會將域名解析到已經下線的服務器,導致用戶訪問失敗,而且 DNS 負載均衡的控制權在域名服務商那里,網站無法對其做更多的改善和針對于自己網站的一些修改。

事實上,大型網站總是部分使用 DNS 域名解析,利用域名解析作為第一級負載均衡手段,即域名解析得到的一組服務器并不是實際提供 Web 服務的物理服務器,而是同樣提供負載均衡服務的內部服務器,這組內部負載均衡服務器再進行負載均衡,再將請求分發到真實的 Web 服務器上。

3、反向代理負載均衡

利用反向代理緩存資源,可以改善網站性能。實際上,在部署位置上,反向代理服務器處于 Web 服務器前面(這樣才可能緩存 Web 響應,加速訪問),這個位置也正好是負載均衡服務器所在的位置,所以大多數的反向代理服務器同時提供了負載均衡的功能。Web 服務器處理完的響應也需要通過反向代理服務器返回給用戶。由于 Web 服務器不直接對外提供訪問,因此 Web 服務器不需要使用外部 IP 地址,而反向代理服務器則需要配置雙網卡和內部外部兩套 IP 地址。

(1)優點

由于反向代理服務器轉發請求在 HTTP 協議層面,因此也叫應用層負載均衡,其優點是和反向代理服務器功能集成在一起,部署簡單。

(2)缺點

反向代理服務器是所有請求和響應的中轉站,其性能可能會成為瓶頸。

4、IP負載均衡

用戶請求數據包到達負載均衡服務器 114.100.80.10 后,負載均衡服務器在操作系統內核進程獲取網絡數據包,根據負載均衡算法計算得到一臺真實 Web 服務器 10.0.0.1,然后將數據目的 IP 修改為 10.0.0.1,不需要通過用戶進程處理。真實的 Web 應用服務器處理完成后,響應數據包回到負載均衡服務器,負載均衡服務器再將數據包源地址修改為自身的 IP 地址(114.100.80.10)發送給用戶瀏覽器。

這里關鍵在于真實物理 Web 服務器響應數據包如何返回給負載均衡服務器。一種方案是負載均衡服務器在修改目的 IP 地址的同時修改源地址,將數據包源地址設為自身 IP,即源地址轉換(SNAT),這樣 Web 服務器的響應會再回到負載均衡服務器;另一種方案就是將負載均衡服務器同時作為真實物理服務器集群的網關服務器,這樣所有響應數據都會到達負載均衡服務器。

(1)優點

IP 負載均衡在內核進程完成數據分發,較反向代理負載均衡(在應用程序中分發數據)有更好的處理性能。

(2)缺點

所有請求響應都需要經過負載均衡服務器,集群的最大響應數據吞吐量不得不受制于負載均衡服務器網卡帶寬,對于提供下載服務或者視頻服務等需要傳輸大量數據的網站而言,難以滿足需求。(因為響應數據包的源 IP 地址是內網地址不可訪問外網,所以數據包必須要經過負載均衡服務器轉發給外網)。

5、數據鏈路層負載均衡

數據鏈路層負載均衡是指在通信協議的數據鏈路層修改 mac 地址進行負載均衡。

這種數據傳輸方式又稱作三角傳輸模式,負載均衡數據分發過程中不修改 IP 地址,只修改目的 mac 地址,通過配置真實物理服務器集群所有機器 IP 和負載均衡服務器 IP 地址一致,從而達到不修改數據包的源地址和目的地址就可以進行數據分發的目的,由于實際處理請求的真實物理服務器 IP 和數據請求目的 IP 一致,不需要通過負載均衡服務器進行地址轉換,可將響應數據包直接返回給用戶瀏覽器,避免負載均衡服務器網卡帶寬成為瓶頸。這種負載均衡方式又稱作直接路由方式(DR)。使用三角傳輸模式的鏈路層負載均衡是目前大型網站所使用的最廣的一種負載均衡手段。在 linux 平臺上最好的鏈路層負載均衡開源產品是 LVS(linux virtual server)。

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