负载均衡是干嘛的?

在分布式网络架构中，负载平衡是确保系统高可用性和高性能的核心技术，可以智能分配多个服务器。掌握负载平衡的定义、功能和实现方法可以帮助企业应对流量波动和业务扩展的需求。负载平衡也已成为大型业务系统的必要结构组成部分。

负载平衡是一种网络流量调度技术。其核心是通过特定算法将客户端请求合理分配到后端多个服务器节点，避免单个服务器因过载而出现性能瓶颈或服务中断。具体特点如下:

1、核心逻辑

负载平衡的调度系统将实时监控后端服务器的负载状态，然后结合预设算法将请求分配到最佳节点，实现资源的有效利用。

2、部署层级

负载平衡可以部署在网络层和应用层中，分别对应不同的调度粒度。网络层调度侧重于连接分布，应用层调度可以基于URL、实现Cookie等信息的准确路由。

3、载体形式

通过硬件设备、软件程序和云服务可以实现负载平衡。不同的载体适用于不同规模的业务场景。硬件方案性能更强，软件和云方案更灵活、更划算。

负载平衡的作用贯穿于系统性能优化和稳定性保证的全过程，其核心价值体现在以下几个方面：

1、分散服务器负载，提高系统性能

当没有负载平衡时，所有请求都将集中在单个服务器上，这很容易导致资源耗尽、响应延迟等问题。负载平衡可以显著提高系统的并发处理能力。根据电子商务平台的测量，接入负载平衡后，订单处理响应速度提高40%，系统峰值并发量提高3倍。

2、实现故障自动转移，确保高可用性的服务

负载平衡将继续检测后端服务器的健康状态。如果某个节点出现故障，调度系统将自动将请求切换到健康节点，以实现“故障无感转移”。该机制可以最大限度地降低系统的单点故障风险，保证全年99.99%以上业务的可用性，是金融、电子商务等核心业务的关键保障。

3、支持业务弹性扩张，适应流量波动

面对促销、活动等流量高峰，企业可以在不修改前端访问配置的情况下，通过增加后端服务器节点来扩大容量，平衡负载可以自动识别新节点并纳入调度系统。当流量低时，节点可以减少，资源可以按需分配，帮助企业降低基础设施成本，提高资源利用率。

4、优化用户访问体验，实现智能路由

基于地理位置和网络运营商的智能路由，高级负载平衡支持可以将用户请求调度到最近或同一运营商的服务器节点，以减少网络传输的延迟。同时，还可以实现对话维护，确保同一用户的多个请求分配到同一服务器，确保业务逻辑的一致性，提高用户访问体验。

根据技术原理，实现负载均衡的方法可分为三类，各适应不同的业务场景：

1、平衡硬件负载

这种负载平衡依赖于特殊的硬件设备，具有高性能、高稳定性的特点，每秒可处理数百万的连接要求，内置丰富的安全保护功能。但成本高，部署维护门槛高，适用于超大型企业的核心业务系统。

2、平衡软件负载

通过开源或商用软件实现软件负载平衡的常用工具包括Nginx、HAProxy、LVS等。Nginx适用于基于URL实现精确路由的应用层负载平衡。LVS擅长网络层调度，性能接近硬件设备。该方案成本低，灵活性强，是中小企业的主流选择。

3、云负载均衡

云负载平衡是云服务提供商提供的托管服务。用户不需要关注底层设备的维护，可以根据需要打开和扩展容量，并支持与云服务器、云数据库等产品的无缝连接。它具有灵活性高、操作维护方便的优点，适应云本地业务结构，是互联网企业进入云后的首选负载平衡方案。

综上所述，负载平衡是一种可以部署在多层次、多载体中的智能分配要求的流量调度技术。其作用是分散负载，确保高可用性，支持弹性扩展等。实现方法分为硬件、软件、云三类，合理选择负载平衡方案，为业务系统建立坚实的性能和稳定的防线