从网络到分布式-负载均衡

2025-12-14 负载均衡

作者:ice_image
出处:https://www.cnblogs.com/ice-image/p/14524056.html
网络并发负载均衡OSI 七层参考模型分层模型，每一层实现各自的功能和协议，并完成与相邻层的接口通讯。OSI 的服务定义详细说明了各层所提供的服务，某一层的服务就是该层及其下各层的一种能力，通过接口提供给更高一层。各层所提供的服务与这些服务是怎么实现的无关。

应用层：为各种应用程序提供服务
表示层：数据格式转化、数据加密
会话层：建立、管理和维护会话
传输层：定义了一些传输数据的协议和端口号
网络层：IP 选址及路由选择
数据链路层：mac 地址的封装与解码。
物理层：定义物理设备标准，如网线接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率。主要用于传输比特流。

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TCP/IP 五层模型

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负载均衡通常是指将请求或者是数据，均匀的分摊到多个操作单元上执行。属于分而治之的思想。
目的是通过调度集群，达到最佳化资源使用，最大化吞吐率，最小化响应时间，避免单点过载的问题
负载均衡算法

静态
- RR：轮询
- WRR：权重轮询
- DH
- SH
动态
- LC：最小连接数法
- WLC：加权最小连接
- SED：最短期望延迟
- NQ：never queue
- LBLC：基于本地的最小连接
- 响应速度均衡
- 处理能力均衡

四层负载均衡基于传输层的负载均衡，代表协议为 TCP/UDP ，除了包含 IP 之外，还区分了端口号，主要是通过基于 IP + 端口号进行请求的转发。

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四层负载均衡服务器 LVS

NAT：地址转换
DR：直接路由
TUN：隧道技术

NAT 地址转换原理：IP地址改写

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DR 直接路由原理：局域网改写 mac 地址

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TUN 隧道技术原理：IP封装、跨网段

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keepalived高可用，用于检测各个节点的状态，处理单点故障。
若单点 LVS 挂掉，该如何处理，思路：多点，形成集群（分布式）

主备：只有主向外提供服务，备机用于在主机发生故障的时候，提供服务。
主主：同时向外提供服务
主从：两者相互配合完成工作

keepalived

监控自己服务
Master通告自己还活着， Backup监听Master状态， Master挂了，一堆Backup推举出一个新的Master
配置：VIP、添加ipvs、keepalived是有配置文件的
对后端的Server做监控检查
keepalived是一个通用的工作，主要作为HA实现：
Nginx ，可以作为公司的负载均衡来使用， Nginx成为了单点故障，也可以用keepalived来解决，只要涉及到一变多的情况，基本都可以使用keepalived来解决。

七层负载均衡基于应用层的负载均衡，代表协议由 HTTP、DNS 等，可以根据请求的 URL 等进行负载，更加灵活。基于反向代理的负载均衡的 Nginx 就是其代表之一。
普通的四层负载均衡软件，其实现的功能只是对请求数据包的转发、传递，从负载均衡下的节点服务器来看，接收到的请求还是来自访问负载均衡器的客户端的真实用户，而基于反向代理的负载均衡是，反向代理服务器在接收访问用户请求后，会代理用户重新发起请求代理下的节点服务器，最后把数据返回给客户端用户。在节点服务器看来，访问的节点服务器的客户端用户就是反向代理服务器，而非真实的网站访问用户。

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