什么是高可用性负载平衡？

高可用性负载平衡?(HALB) 对于防止潜在的灾难性组件故障至关重要。此概念的核心是使用主负载均衡器和辅助负载均衡器系统在数据中心之间自动分配工作负载。负载平衡器和服务器中的这种冗余确保近乎连续的应用程序交付。在这样的系统中，当负载平衡器或服务器发生故障时，相应的备份设备将取而代之。

了解负载平衡的工作原理

负载平衡器在服务器之间分配工作负载，以便没有一台服务器因请求而超载。在路由流量时，负载均衡器还会监控每台服务器的健康状况。当他们检测到即将发生服务器故障的迹象时，他们会将流量重新路由到另一台服务器。这确保无论服务器请求的数量如何，您的系统都保持响应和可用。

负载均衡器使用会话持久性来防止在多个会话请求正常的应用程序（例如购物车）中出现性能问题和事务失败。通过会话持久性，负载平衡器能够将属于同一会话的请求发送到同一服务器。

在称为 SSL 终止的过程中，负载平衡器还可以在将请求传递到服务器之前解密 SSL 流量。但是，这种方法可能会使负载平衡器和服务器之间的流量暴露给潜在的攻击。为防止这种情况，您可以将负载均衡器设置为将加密请求发送到服务器，而不是先对其进行解密。这种所谓的 SSL 直通会带来潜在的性能问题，但如果您需要额外的安全性，这可能是理想的选择。

在分布式拒绝服务 (DDoS) 攻击的情况下，负载均衡器还可以将 DDoS 流量转移到云提供商，从而减轻攻击对您的基础设施的影响。为了确保高可用性负载平衡，您至少应该有另一个负载平衡器作为备份。这种所谓的 N+1 模型是成本最低的高可用性负载平衡模型。

主动-主动和主动-被动是其他高可用性负载、平衡模型。在 Active-Active 中，两个或多个负载平衡器同时运行。在 Active-Standby 中，每个负载均衡器都有一个指定的备份，在它出现故障时将接管其负载。

负载均衡器分配负载的算法

为了分配工作负载，负载均衡器依赖于以下任何一种算法：

• 最少连接数：请求发送到活动连接数最少的服务器。
• 最短响应时间：请求被发送到活动连接数最少且平均响应时间最短的服务器。
• Round Robin：请求按顺序发送到可用的服务器，例如，服务器 1 获得请求 1，服务器 2 获得请求 2，依此类推。
• IP Hash：根据客户端的 IP 地址将请求发送到服务器。
• 哈希：根据您选择的密钥将请求发送到服务器，例如，请求 URL。
• 随机：请求被发送到任何随机服务器。通常与最少连接和最少响应时间算法结合使用。

您选择的算法最终将取决于您的要求。

高可用性负载平衡的主要优势

负载平衡器用于在多台服务器之间分配网络流量和应用程序工作负载，以免任何一台服务器不堪重负。您的 IT 基础架构的高可用性或连续运行是通过此冗余系统实现的。

理想情况下，这种从一台故障设备到另一台设备的切换应该无缝进行，这样用户就不会遇到任何停机时间。在现实世界中，最短的停机时间是更容易实现的目标。

高度可用的负载平衡器通过 SYN cookie 和延迟绑定保护您的组织免受分布式拒绝服务 (DDOS) 攻击。他们还定期进行健康检查，以确保您的应用程序和服务器仍然可以处理大量交易请求。当他们检测到即将发生的故障时，他们会将流量重新路由到应用程序副本和备份服务器。对于 Web 服务器，高可用性负载平衡器可以将 TLS 请求与主要 HTTPS 请求分开，并在此过程中加快 Web 服务器响应。

硬件和软件负载平衡器的特点

负载均衡器主要分为两类：硬件负载均衡器和软件负载均衡器。这些将在接下来的两节中进行解释。

硬件

硬件负载平衡器由物理硬件组成，例如设备。它们根据与服务器的现有连接数、处理器利用率和服务器性能等标准将流量定向到服务器。它们带有需要维护和软件更新的固件。

硬件负载平衡器提供更好的性能和控制以及更全面的功能——如 Kerberos 身份验证和安全套接字层 (SSL) 硬件加速——但需要一定程度的管理和维护熟练程度。由于是基于硬件的，这些负载均衡器不是很灵活和可扩展，所以有过度配置硬件负载均衡器的趋势。

软件

与需要专有硬件设备的硬件负载平衡器不同，软件负载平衡器只是您可以安装在标准 x86 服务器或虚拟机 (VM) 上以实现负载平衡的应用程序。这两种负载平衡解决方案之间的另一个关键区别在于它们的扩展能力。

硬件和软件负载平衡器之间的差异

虽然软件负载均衡器可以实时弹性扩展以满足用户需求，但您必须物理配置硬件负载均衡器以满足高峰需求。软件负载平衡器比硬件版本更易于部署。它们也更具成本效益和灵活性，并与软件开发环境结合使用。软件方法为您提供了根据环境的特定需求配置负载平衡器的灵活性。与提供更多封闭式方法的硬件版本相比，软件平衡器在更改和升级方面为您提供更多自由。

软件负载平衡器可以作为预打包的虚拟机 (VM) 提供，以节省您的一些配置，但可能无法提供硬件版本可用的所有功能。软件负载平衡器可以作为需要配置和管理的独立解决方案使用，也可以作为云服务使用——称为负载平衡器即服务 (LBaaS)。选择云服务，将您从本地安装的服务器的维护、管理和升级中解放出来。云提供商处理这些任务。

高可用性负载平衡的重要特性

除了确保基础架构的高可用性外，您还应该确保基础架构为其管理的流量的应用程序提供持续服务。如果任何服务器出现故障，高可用性基础架构可以将流量快速重新路由到同一集群中的另一台服务器。

以下是此类高可用性基础架构应具备的一些基本功能：

负载平衡方法。为获得最佳性能，您的高可用性基础架构应采用尽可能多的负载平衡方法，包括最少连接数、循环法、加权循环法、最快响应等。

健康监测。您应该持续评估高可用性服务器，以确保在最短或无停机时间内快速进行故障转移。一些可以帮助您进行健康监控的指标包括良好的 TLS 连接数和按服务划分的平均应用程序服务器延迟。