为什么需要负载均衡

一个网站在创建初期，一般来说都是只有一台服务器对用户提供服务。

从图里可以看出，用户经过互联网直接连接了后端服务器，如果这台服务器什么时候突然 GG 了，用户将无法访问这个网站（单点故障）。

另外业务上升，用户增加，单台服务性能和稳定性都会受到很大的挑战。

那么要怎么办呢？加机器！扩容！不差钱！

加机器

既然一台服务器不够用，那么就两台，如果还不行，就三台。

这样我们就有了很多台机器了，足够应付用户的请求了。

在这里，我们把用户的访问流量称为负载，而根据转发策略（rules）将负载（访问流量）分配给后端机器的服务便是负载均衡

怎么『均衡』

现在我们研究下怎么『均衡』地给服务器分配访问流量了

1. DNS 负载均衡
   因为用户在访问我们的服务的时候，需要通过 DNS 查询后端服务器的具体 IP，得益于智能 DNS 之类的新技术方案，我们可以在 DNS 解析的时候，通过线路、地域之类的规则针对性地返回不同的 IP。
   

DNS 负载均衡通过用户 IP 进行判断，可以按规则返回一个离用户位置最近的一台服务器作为解析结果，一定程序上保证了服务的速度。所以，CDN 服务一般会使用这个作为第一层调度，保证用户请求的缓存节点一定是最近的。
BUT! 由于 DNS 服务一般是由第三方服务商提供，虽说我们可以配置规则，但我们实际上并不能获知用户拿到的 DNS 解析结果是否符合预期；而我们在增减服务器的时候，需要变更 DNS 配置，各级 DNS 服务器缓存及更新策略并不能达到及时变更的效果。

1. 四层负载均衡
   四层负载均衡工作在运输层，所以只支持 TCP/UDP 协议，负载均衡设备会将用户请求的 IP 和 PORT 地址进行修改为后端服务器的某一台，同样为了隐藏真实的后端机器信息，会对提出后端服务器返回的数据报文进行修改。在第四层负载均衡时，客户端是直接与后端真实机器建立连接。
   在阿里云或者其他提供 SLB (Server Load Balancer) 服务的平台上面，会出现一些特殊名词：
   i. LVS(Linux Virtual Server Linux虚拟服务器)：负载均衡开源软件，主要用于四层负载均衡的搭建。
   ii. VIP(Virtual IP 虚拟 IP)：相对于直接与物理网卡绑定的 IP，VIP 是在内网通过 ARP 协议动态映射到某个 MAC 地址上，可以映射到不同的机器上
   iii. RS(Real Server) 后端真实机器，RSIP 则是真实机器的 IP
   

用户通过 DNS 查询得到 VIP 地址，将请求发送给 VIP, 流量就这么到了 LVS 集群0, 再根据 IP+Port 规则将流量打给对应的 RS。
上图中的 LVS 集群1 为 LVS 集群0 的灾备，在集群0故障的情况下，可以通过改变 VIP 映射将流量打到 集群1。

1. 七层负载均衡
   而在七层负载均衡中，和四层的区别在于，代理集群一般是 NGINX 集群或者 Tengine 集群，因为工作在应用层，负载均衡规则一般是根据请求域名、请求 URL 这类应用信息。
   

七层负载均衡和四层还有个重要区别是，因为需要得到数据报文的应用层信息，所以负载均衡设备需要和客户端建立连接，拿到规则需要的应用层信息后，再与后端真实机器建立连接，再进行请求。所以四层是只有一个独立连接，而七层是两个独立连接。

高可用负载均衡

对于大公司而言，单一的负载均衡方案已经满足不了需要了，基本都是通过DNS + 四层 + 七层三个全都要！