负载均衡基础与技术研究

集群的核心技术之一就是负载均衡，负载均衡通常由多台服务器以对称的方式组成一个服务器集群。每台服务器都具有等价的地位，可以单独对外提供服务而无须其他服务器的辅助。系统通过某种负载分担技术将外部发来的请求均匀分配到对称结构中的某一台服务器上或是将重负载节点的任务分配到多台服务器上做并行处理，接收到请求的服务器将独立地回应客户的请求。均衡负载能够平均分配客户请求到服务器集群，从而快速获取重要数据，解决并发访问服务问题。

目前最常用的负载均衡技术有基于DNS的负载均衡、反向代理负载均衡、基于NAT的负载均衡。基于DNS的负载均衡，虽然简单易行，但它不能稳定、可靠、高效地满足企业对服务器的需求，也不能满足用户网络访问的及时响应和可用性需求；基于NAT的负载均衡，虽然很好地解决了IP地址紧张的问题，但是每次NAT转换势必会增加NAT设备的开销。反向代理服务器通过代理技术显著地提高了静态网络的浏览速度，改善了网络的访问质量，并且保证了一定的安全性，但其在工作的时候需要为每一种应用服务专门设计反向代理，这在很大程度上增加了工作量。由此可见，对负载均衡技术的选择取决于具体的环境和需求。

在对负载均衡的应用中，Linux虚拟服务器负载均衡系统因其资源共享、源码公开和免费成为当今的另一个研究热点。在LVS集群系统中，主要研究静态和动态两大类调度策略。静态调度策略是以定好的规则来分配资源，不考虑服务器的实时工作情况和负载状况，它在实现的时候比较容易，但其适应性不强。当大量请求并发时，容易造成节点之间负载不均衡，使系统整体性能变低。动态调度策略主要是以服务器当前的连接数来代表服务器的负载状况，经过具体的策略规则将请求发到合适的服务器上。

LVS作为基于Linux系统的负载调度技术，主要用于创建具有良好的可扩展性、高可靠性、高性能和高可用性集群。在选择异构服务器集群算法的时候，大多采用WLC算法直接进行解决，但是WLC算法作为一种动态算法，无论从实现复杂度还是资源消耗都远远高于静态算法。(www.xing528.com)

静态轮询调度实现简单，响应时间比较短，但它在实现过程中均匀地将请求发送给每台服务器，并不会根据服务器集群的差异来分配资源，因此并不适合异构服务器集群，这就使得具有权值分配的加权轮询WRR可以作为对轮询算法RR的一个优化得到广泛的应用。

在LVS轮询调度算法的实现中，当服务器的性能存在差异的时候，服务器的整体性能取决于最差服务器的性能。如果在轮询策略中负载均衡器LD可以智能地分配请求，那么在理想状态下框架的性能可以达到最优。这就需要负载均衡器LD清楚RS集群的负载信息。