NLB定義
NLB全稱是Network Load Balancing。即網(wǎng)絡負載均衡。是在支持應用程序的資源池中平均分配網(wǎng)絡流量的一種方法?，F(xiàn)代應用程序必須同時處理數(shù)百萬用戶，并以快速、可靠的方式將正確的文本、視頻、圖像和其他數(shù)據(jù)返回給每個用戶。為了處理如此高的流量，大多數(shù)應用程序都有許多資源服務器，它們之間包含很多重復數(shù)據(jù)。NLB器是位于用戶與服務器組之間的設備，充當不可見的協(xié)調者，確保均等使用所有資源服務器。
NLB有哪些優(yōu)勢？
NLB可以定向和控制應用程序服務器與其訪客或客戶端之間的互聯(lián)網(wǎng)流量。因此，它可提高應用程序的可用性、可擴展性、安全性和性能。
應用程序可用性
服務器故障或維護可能會增加應用程序停機時間，使訪客無法訪問您的應用程序。NLB器可以通過以下方式提高您的系統(tǒng)的容錯能力：自動檢測服務器問題并將客戶端流量重定向到可用服務器。您可以使用NLB來簡化以下任務：
運行應用程序服務器維護或升級而無需使應用程序停機
為備份站點提供自動災難恢復
執(zhí)行運行狀況檢查并防止出現(xiàn)可能導致停機的問題
應用程序可擴展性
您可以使用NLB器在多個服務器之間智能地定向網(wǎng)絡流量。您的應用程序可以處理數(shù)千個客戶端請求，因為NLB會執(zhí)行以下操作：
防止任何一臺服務器出現(xiàn)流量瓶頸
預測應用程序流量，以便您可以在需要時添加或移除不同服務器
為您的系統(tǒng)增加冗余度，使您可以放心擴展
應用程序安全
NLB器具有多項內置的安全功能，可為您的互聯(lián)網(wǎng)應用程序的安全保駕護航。它們是應對分布式拒絕服務攻擊的有用工具，在這種攻擊中，攻擊者會用數(shù)百萬個并發(fā)請求淹沒應用程序服務器，從而導致服務器故障。NLB器還可以執(zhí)行以下操作：
監(jiān)控流量并阻止惡意內容
將攻擊流量自動重定向到多個后端服務器，以最大限度減少影響
通過一組網(wǎng)絡防火墻路由流量，以提高安全性
應用程序性能
NLB器通過增加響應時間和減少網(wǎng)絡延遲來提高應用程序性能。它們可以執(zhí)行諸如以下幾項關鍵任務：
在服務器之間平均分配負載以提高應用程序性能
將客戶端請求重定向到地理位置較近的服務器以減少延遲
確保物理和虛擬計算資源的可靠性和性能
NLB的工作原理
公司通常在多臺服務器上運行其應用程序。這種服務器安排稱為服務器場。用戶對應用程序的請求首先轉到NLB器。然后，NLB器會將每個請求路由到服務器場中最適合處理該請求的單個服務器。
NLB就像餐廳經(jīng)理所做的工作一樣。考慮一家有五名服務員的餐廳。如果允許顧客選擇服務員，那么一個或兩個服務員可能會超負荷工作，而其他服務員則處于閑置狀態(tài)。為了避免這種情況，餐廳經(jīng)理將顧客分配給最適合為他們提供服務的特定服務員。
什么是NLB算法
NLB算法是一組規(guī)則，NLB器遵循這些規(guī)則來確定最適合每個不同客戶端請求的服務器。NLB算法分為兩個主要類別。
靜態(tài)NLB
靜態(tài)NLB算法遵循固定規(guī)則，與當前服務器狀態(tài)無關。以下是靜態(tài)NLB的示例。
循環(huán)法
服務器的 IP 地址通知客戶端將請求發(fā)往何處。IP 地址是一串很難記住的長數(shù)字。為了簡單起見，域名系統(tǒng)將網(wǎng)站名稱映射到服務器。當您在瀏覽器中輸入 aws.amazon.com 時，請求將首先發(fā)送到我們的名稱服務器，該服務器會將我們的 IP 地址返回給您的瀏覽器。
在循環(huán)法中，權威性名稱服務器（而不是專用硬件或軟件）執(zhí)行NLB。該名稱服務器輪流或以循環(huán)方式返回服務器場中不同服務器的 IP 地址。
加權循環(huán)法
在加權循環(huán)NLB中，您可以根據(jù)服務器的優(yōu)先級或容量為每臺服務器分配不同權重。權重較高的服務器將從名稱服務器接收更多的傳入應用程序流量。
IP 哈希法
在 IP 哈希法中，NLB器將對客戶端 IP 地址執(zhí)行名為哈希的數(shù)學計算。它將客戶端 IP 地址轉換為數(shù)字，然后將該數(shù)字映射到各個服務器。
動態(tài)NLB
動態(tài)NLB算法將在分配流量之前檢查服務器的當前狀態(tài)。以下是動態(tài)NLB算法的一些示例。
最少連接法
連接是客戶端與服務器之間的開放通信渠道。當客戶端向服務器發(fā)送第一個請求時，客戶端將進行身份驗證，并在彼此之間建立活動連接。在最少連接法中，NLB器將檢查哪些服務器的活動連接最少，并將流量發(fā)送到這些服務器。此方法假定所有連接均要求所有服務器具有相同處理能力。
加權最小連接法
加權最小連接算法假定某些服務器可以處理比其他服務器更多的活動連接。因此，您可以為每臺服務器分配不同的權重或容量，NLB器會將新的客戶端請求發(fā)送到按容量計算連接最少的服務器。
最短響應時間法
響應時間是服務器處理傳入請求和發(fā)送響應所花費的總時間。最短響應時間法會將服務器響應時間與活動連接相結合，以確定最佳服務器。NLB器使用此算法來確保為所有用戶提供更快的服務。
基于資源的方法
在基于資源的方法中，NLB器通過分析當前服務器負載來分配流量。稱為代理的專用軟件在每臺服務器上運行，并計算服務器資源的使用情況，如其計算容量和內存。然后，NLB器將先檢查代理是否有足夠的可用資源，然后再將流量分配給該服務器。
NLB有哪些類型
我們可以將NLB分為三個主要類別，具體取決于NLB器為了重定向流量而檢查客戶端請求中的哪些內容。
應用程序NLB
復雜的現(xiàn)代應用程序擁有多個服務器場，其中包含多個專用于單個應用程序功能的服務器。應用程序NLB器會查看請求內容（如 HTTP 標頭或 SSL 會話 ID）以重定向流量。
例如，電子商務應用程序具有產(chǎn)品目錄、購物車和結賬功能。應用程序NLB器會將瀏覽產(chǎn)品的請求發(fā)送給包含圖像和視頻但不需要保持開放連接的服務器。相比之下，它會將購物車請求發(fā)送給能夠保持多個客戶端連接并長時間保存購物車數(shù)據(jù)的服務器。
網(wǎng)絡NLB
網(wǎng)絡NLB器會檢查 IP 地址和其他網(wǎng)絡信息，以最佳方式重定向流量。它們將跟蹤應用程序流量的來源，并可以將一個靜態(tài) IP 地址分配給多個服務器。網(wǎng)絡NLB器使用前面介紹的靜態(tài)和動態(tài)NLB算法來均衡服務器負載。
全局服務器NLB
全局服務器NLB可跨地理位置分散的多個服務器進行。例如，很多公司可能在不同國家/地區(qū)的多個數(shù)據(jù)中心以及全球的第三方云提供商中擁有服務器。在這種情況下，本地NLB器將管理某一地區(qū)或區(qū)域內的應用程序負載。這些NLB器會嘗試將流量重定向到地理位置更接近客戶端的服務器目標。只有在服務器出現(xiàn)故障的情況下，這些NLB器才會將流量重定向到客戶端所在地理區(qū)域之外的服務器。
DNS NLB
在 DNS NLB中，您可以將域配置為跨域上的資源池路由網(wǎng)絡請求。域可以對應于網(wǎng)站、郵件系統(tǒng)、打印服務器或可通過互聯(lián)網(wǎng)訪問的其他服務。DNS NLB有助于在全球分布的資源池中保持應用程序可用性以及均衡網(wǎng)絡流量。
NLB技術有哪些類型？
NLB器屬于以下兩種類型之一：硬件NLB器和軟件NLB器。
硬件NLB器
基于硬件的NLB器是一種硬件設備，可以安全地處理千兆字節(jié)的流量并將其重定向到數(shù)百個不同的服務器。您可以將其存儲在數(shù)據(jù)中心，并使用虛擬化創(chuàng)建多個可以集中管理的數(shù)字或虛擬NLB器。
軟件NLB器
基于軟件的NLB器是執(zhí)行所有NLB功能的應用程序。您可以將它們安裝在任何服務器上，也可作為完全托管的第三方服務的形式訪問。
硬件NLB器與軟件NLB器的比較
硬件NLB器需要初始投資、配置和持續(xù)維護。您也可能不會滿負荷使用它們，尤其是您購買硬件NLB器只是為了處理高峰時段的流量高峰。如果流量突然增加到超出其當前容量，這將影響用戶，直到您能購買并設置另一個NLB器為止。
相比之下，基于軟件的NLB器要靈活得多。它們可以輕松地縱向擴展或縮減，并且與現(xiàn)代云計算環(huán)境更加兼容。隨著時間推移，它們的設置、管理和使用成本也會降低。
