軟考網(wǎng)絡(luò)管理員：負載均衡功能實現(xiàn)技術(shù)分類

　　負載均衡功能的體現(xiàn)一般我們在硬件產(chǎn)品中比較能夠容易了解，比如，路由、交換機等。那么根據(jù)對這些硬件產(chǎn)品原有的性能分析，不難了解這方面的知識�，F(xiàn)在，我們來說一下三種實現(xiàn)負載均衡功能的技術(shù)。

　　1.反向代理負載均衡

　　使用代理服務(wù)器可以將請求轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)部的Web服務(wù)器，使用這種加速模式顯然可以提升靜態(tài)網(wǎng)頁的訪問速度。因此也可以考慮使用這種技術(shù)，讓代理服務(wù)器將請求均勻轉(zhuǎn)發(fā)給多臺內(nèi)部Web服務(wù)器之一上，從而達到負載均衡的目的。這種代理方式與普通的代理方式有所不同，標準代理方式是客戶使用代理訪問多個外部Web服務(wù)器，而這種代理方式是多個客戶使用它訪問內(nèi)部Web服務(wù)器，因此也被稱為反向代理模式。

　　實現(xiàn)這個反向代理能力并不能算是一個特別復(fù)雜的任務(wù)，但是在負載均衡功能中要求特別高的效率，這樣實現(xiàn)起來就不是十分簡單的了。每針對一次代理，代理服務(wù)器就必須打開兩個連接，一個為對外的連接，一個為對內(nèi)的連接，因此對于連接請求數(shù)量非常大的時候，代理服務(wù)器的負載也就非常之大了，在最后反向代理服務(wù)器會成為服務(wù)的瓶頸。

　　例如，使用Apache的mod_rproxy模塊來實現(xiàn)負載均衡功能時，提供的并發(fā)連接數(shù)量受Apache本身的并發(fā)連接數(shù)量的限制。一般來講，可以使用它來對連接數(shù)量不是特別大，但每次連接都需要消耗大量處理資源的站點進行負載均衡，例如搜尋。

　　使用反向代理的好處是，可以將負載均衡和代理服務(wù)器的高速緩存技術(shù)結(jié)合在一起，提供有益的性能，具備額外的安全性，外部客戶不能直接訪問真實的服務(wù)器。并且實現(xiàn)起來可以實現(xiàn)較好的負載均衡策略，將負載可以非常均衡的分給內(nèi)部服務(wù)器，不會出現(xiàn)負載集中到某個服務(wù)器的偶然現(xiàn)象。

　　2.基于NAT的負載均衡

　　網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換為在內(nèi)部地址和外部地址之間進行轉(zhuǎn)換，以便具備內(nèi)部地址的計算機能訪問外部網(wǎng)絡(luò)，而當外部網(wǎng)絡(luò)中的計算機訪問地址轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)擁有的某一外部地址時，地址轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)能將其轉(zhuǎn)發(fā)到一個映射的內(nèi)部地址上。因此如果地址轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)能將每個連接均勻轉(zhuǎn)換為不同的內(nèi)部服務(wù)器地址，此后外部網(wǎng)絡(luò)中的計算機就各自與自己轉(zhuǎn)換得到的地址上服務(wù)器進行通信，從而達到負載分擔的目的。

　　地址轉(zhuǎn)換可以通過軟件方式來實現(xiàn)，也可以通過硬件方式來實現(xiàn)。使用硬件方式進行操作一般稱為交換，而當交換必須保存TCP連接信息的時候，這種針對OSI網(wǎng)絡(luò)層的操作就被稱為第四層交換。支持負載均衡的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換為第四層交換機的一種重要功能，由于它基于定制的硬件芯片，因此其性能非常優(yōu)秀，很多交換機聲稱具備400MB-800MB的第四層交換能力。

　　使用軟件方式來實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換的負載均衡則要實際的多，除了一些廠商提供的解決方法之外，更有效的方法是使用免費的自由軟件來完成這項任務(wù)。其中包括Linux Virtual Server Project中的NAT實現(xiàn)方式，或者本文作者在FreeBSD下對natd的修訂版本。一般來講，使用這種軟件方式來實現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換，中心負載均衡器存在帶寬限制，在100MB的快速以太網(wǎng)條件下，能得到最快達80MB的帶寬，然而在實際應(yīng)用中，可能只有40MB-60MB的可用帶寬。

　　3.擴展的負載均衡

　　使用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)負載分擔，毫無疑問所有的網(wǎng)絡(luò)連接都必須通過中心負載均衡器，那么如果負載特別大，以至于后臺的服務(wù)器數(shù)量不再在是幾臺、十幾臺，而是上百臺甚至更多，即便是使用性能優(yōu)秀的硬件交換機也會遇到瓶頸。此時問題將轉(zhuǎn)變?yōu)�，如何將那么多臺服務(wù)器分布到各個互聯(lián)網(wǎng)的多個位置，分散網(wǎng)絡(luò)負擔。當然這可以通過綜合使用DNS和NAT兩種方法來實現(xiàn)，然而更好的方式是使用一種半中心的負載均衡功能。

　　在這種半中心的負載均衡功能下，即當客戶請求發(fā)送給負載均衡器的時候，中心負載均衡器將請求打包并發(fā)送給某個服務(wù)器，而服務(wù)器的回應(yīng)請求不再返回給中心負載均衡器，而是直接返回給客戶，因此中心負載均衡器只負責接受并轉(zhuǎn)發(fā)請求，其網(wǎng)絡(luò)負擔就較小了。

　　同樣，這種方式的硬件實現(xiàn)方式也非常昂貴，但是會根據(jù)廠商的不同，具備不同的特殊功能，例如對SSL的支持等。

　　由于這種方式比較復(fù)雜，因此實現(xiàn)起來比較困難，它的起點也很高，當前情況下網(wǎng)站并不需要這么大的處理能力。