浩瀚的信息海洋，負(fù)載在網(wǎng)絡(luò)之上。如何進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和分配，這個(gè)問題給網(wǎng)絡(luò)帶來了不小的困難。那么，讓我們運(yùn)用負(fù)載均衡技術(shù)，實(shí)施負(fù)載均衡策略來減輕網(wǎng)絡(luò)處理的壓力，將信息合理分配到各個(gè)服務(wù)器進(jìn)行處理跟整合。

最早的負(fù)載均衡技術(shù)是通過DNS來實(shí)現(xiàn)的,在DNS中為多個(gè)地址配置同一個(gè)名字,因而查詢這個(gè)名字的客戶機(jī)將得到其中一個(gè)地址,從而使得不同的客戶訪問不同的服務(wù)器,達(dá)到負(fù)載均衡的目的｡DNS負(fù)載均衡是一種簡單而有效的方法,但是它不能區(qū)分服務(wù)器的差異,也不能反映服務(wù)器的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)｡

反向代理服務(wù)器可以將請求轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)部Web服務(wù)器,如果代理服務(wù)器能夠?qū)⒄埱缶鶆蜣D(zhuǎn)發(fā)給多臺(tái)內(nèi)部服務(wù)器,就能達(dá)到負(fù)載均衡的目的｡反向代理方式下能應(yīng)用優(yōu)化的負(fù)載均衡策略,每次訪問最空閑的內(nèi)部服務(wù)器來提供服務(wù)｡但是隨著并發(fā)連接數(shù)量的增加,代理服務(wù)器本身的負(fù)載也變得非常大,***反向代理服務(wù)器本身會(huì)成為服務(wù)的瓶頸｡

支持負(fù)載均衡的地址轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)中可以將一個(gè)外部IP地址映射為多個(gè)內(nèi)部IP地址,對每次TCP連接請求動(dòng)態(tài)使用其中一個(gè)內(nèi)部地址,達(dá)到負(fù)載均衡的目的｡很多硬件廠商將這種技術(shù)集成在他們的交換機(jī)中,作為他們第四層交換的一種功能來實(shí)現(xiàn),一般采用隨機(jī)選擇､根據(jù)服務(wù)器的連接數(shù)量或者響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行選擇的負(fù)載均衡策略來分配負(fù)載｡然而硬件實(shí)現(xiàn)的負(fù)載控制器靈活性不強(qiáng),不能支持更優(yōu)化的負(fù)載均衡策略和更復(fù)雜的應(yīng)用協(xié)議｡

除了這三種負(fù)載均衡方式之外,有的協(xié)議內(nèi)部支持與負(fù)載均衡相關(guān)的功能,例如HTTP協(xié)議中的重定向能力等,但它依賴于特定協(xié)議,因此使用范圍有限｡根據(jù)現(xiàn)有的這些負(fù)載均衡技術(shù),我們選擇了使用軟件方式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換的負(fù)載均衡的方式,以彌補(bǔ)硬件負(fù)載均衡器的不靈活,并應(yīng)用優(yōu)化的均衡策略來實(shí)現(xiàn)后端服務(wù)器負(fù)載分擔(dān)的***狀態(tài)｡

負(fù)載均衡策略

為了將負(fù)載均勻的分配給內(nèi)部的多個(gè)服務(wù)器上,就需要應(yīng)用一定的負(fù)載均衡策略｡傳統(tǒng)的負(fù)載均衡策略并沒有考慮到服務(wù)請求的不同類型､后臺(tái)服務(wù)器的不同能力以及隨機(jī)選擇造成的負(fù)載分配不均勻等問題｡為了使得負(fù)載分配十分均勻,就要應(yīng)用能夠正確反映各個(gè)服務(wù)器CPU及I/O狀態(tài)的負(fù)載均衡策略｡

客戶發(fā)起的服務(wù)請求類型是多種多樣的,按照對處理器､網(wǎng)絡(luò)和I/O的資源要求,可以簡單的將它們分為兩個(gè)不同類別,以便應(yīng)用不同的處理策略:

靜態(tài)文檔請求:例如普通的文本､圖象等靜態(tài)多媒體數(shù)據(jù),它們對處理器負(fù)載影響不大,造成的磁盤I/O負(fù)載與文檔的大小成正比,主要對網(wǎng)絡(luò)I/O造成壓力｡

動(dòng)態(tài)文檔請求:更為常見的請求常常需要服務(wù)器預(yù)先進(jìn)行處理,例如搜尋數(shù)據(jù)庫､壓縮解壓縮多媒體文件等,這些請求需要相當(dāng)大的處理器和磁盤I/O資源｡

對于靜態(tài)文檔,每個(gè)服務(wù)進(jìn)程占用大致相同的系統(tǒng)資源,因此就可以使用進(jìn)程數(shù)來表示系統(tǒng)負(fù)載｡而動(dòng)態(tài)文檔服務(wù)需要進(jìn)行額外的處理,其占用的系統(tǒng)資源就超過處理靜態(tài)請求,因此需要使用一個(gè)權(quán)重來表示｡這樣一個(gè)最簡單的服務(wù)器負(fù)載表示公式就為:

其中L為服務(wù)器的負(fù)載,Ns為靜態(tài)文檔服務(wù)進(jìn)程數(shù),Nd為動(dòng)態(tài)文檔服務(wù)進(jìn)程數(shù),而a為每個(gè)動(dòng)態(tài)文檔服務(wù)相對于靜態(tài)文檔服務(wù)的權(quán)重,可以在10到100之間進(jìn)行選擇｡

在這個(gè)公式中沒有考慮服務(wù)器硬件的限制,當(dāng)達(dá)到硬件限制的時(shí)候,由于資源緊張,服務(wù)器的負(fù)載就會(huì)明顯增加｡例如由于服務(wù)器內(nèi)存大小的限制,一些進(jìn)程就要被交換到硬盤上,使得系統(tǒng)負(fù)載迅速增加｡考慮了系統(tǒng)硬件限制,則服務(wù)器的負(fù)載可以表示為:

新增加的參數(shù) Ll表示這個(gè)服務(wù)器普通負(fù)荷的限度,它要根據(jù)每個(gè)服務(wù)器本身的硬件能力來設(shè)置｡而b表示超出正常負(fù)載時(shí)用來限制分配給服務(wù)器任務(wù)的權(quán)重,應(yīng)該設(shè)置為大于Ll的數(shù)值,以表示硬件限制作用｡通常在一個(gè)服務(wù)器集群中,硬件設(shè)置越差的服務(wù)器這個(gè)權(quán)重越要設(shè)置的大,以避免在所有的服務(wù)器都超負(fù)載運(yùn)行時(shí),硬件最差的服務(wù)器反而負(fù)載***｡因此b是和本服務(wù)器硬件限制Ll成反比的,則b可以設(shè)置為:

Llmax為服務(wù)器集群中***硬件配置的服務(wù)器的Ll值｡當(dāng)確定了每個(gè)服務(wù)器的負(fù)載之后,中心控制負(fù)載分配的服務(wù)器就能將負(fù)載正確的分發(fā)給最空閑的服務(wù)器,從而不會(huì)象其他的負(fù)載分配策略那樣會(huì)導(dǎo)致負(fù)載分配不均勻的情況｡