想搞懂分布式架构里负载均衡到底咋回事，这篇文章帮你理清头绪

整理自微信公众号“码农翻身”的原创文章《想搞懂分布式架构里负载均衡到底咋回事，这篇文章帮你理清头绪》,作者刘欣）

咱们先从一个小饭馆说起吧，你开了一家小饭馆，生意不错，就你一个厨师兼服务员，客人来了，点菜、炒菜、上菜全是你一个人干，刚开始客人少，还能忙得过来，后来生意越来越火，客人一多，你就手忙脚乱了，客人等得着急，抱怨声也来了,这时候你该怎么办？

最简单的办法，就是再请一个厨师和一个服务员，这就是最简单的“分布式”了，从一个人干活变成了两个人干活，但问题也跟着来了：客人点的菜，该给哪个厨师做呢？新来的服务员，是把菜单给原来的你还是给新厨师？（来源：码农翻身,类比引入）

这时候，你就需要一个“派活的人”，也就是“负载均衡器”，这个人的任务很简单，就是坐在门口，来了客人，他把菜单接过来，然后看看后厨两个厨师谁这会儿比较闲，就把菜单递给谁，他的目标就是让两个厨师都别闲着，也别让一个厨师累死另一个闲着，保证活干得最快，客人等的时间最短。（来源：码农翻身,解释负载均衡的基本作用）

把这个小饭馆的场景搬到计算机世界里，道理是一模一样的，那个忙不过来的单核服务器就是你一个人撑起的小饭馆，当访问的用户太多，一个服务器处理不过来时，我们就得增加几个服务器，组成一个“服务器集群”，而那个“派活的人”，负载均衡器”（Load Balancer，简称LB），网络请求就像来吃饭的客人，负载均衡器的作用就是把到来的网络请求，合理地分配给后面集群中的某台服务器去处理。（来源：码农翻身,将类比映射到分布式系统）

这个“派活”具体是怎么个派法呢？这里就有几种常见的策略,都很好理解：

1. 轮询：就像发牌一样，第一个请求给服务器A，第二个给服务器B，第三个给A，第四个给B……如此循环，大家轮流干活，很公平，这是最常用也是最简单的一种方法。（来源：码农翻身,介绍轮询策略）

2. 加权轮询：不是所有厨师手艺和体力都一样，可能老师傅（服务器性能好）炒菜快，你就能让他多干点活，加权轮询就是给性能好的服务器分配更高的“权重”，比如在轮询周期内，老师傅处理3个请求，新来的小伙计处理1个请求。（来源：码农翻身,介绍加权轮询策略）

3. 最少连接数：负载均衡器会盯着每个服务器当前正在处理的请求数量（也就是连接数），来了新请求，就看哪台服务器当前手里的活最少、最“闲”，就把新请求交给它，这种方法能更精细地反映服务器的实时压力。（来源：码农翻身,介绍最少连接数策略）

4. IP哈希：有时候需要“认人”，比如某个用户登录后，他的购物车信息只存在了服务器A上，如果下次他的请求被发到了服务器B，B上就没有他的购物车信息，就乱套了，IP哈希策略就是根据客户端的IP地址计算出一个值，保证来自同一个IP的请求每次都发给同一台服务器，这就能保持“会话”（Session）不丢失。（来源：码农翻身,介绍IP哈希策略及其解决会话保持的问题）

现在你知道了负载均衡器是怎么“派活”的了，那这个负载均衡器本身放在哪里呢？它可不能像小饭馆的派活员一样坐在大门口,它得在网络里有个位置。

它处在整个系统的最前端，客户端（比如我们的手机APP、浏览器）不直接连接后端的服务器，而是先连接到这个负载均衡器，由它来“代理”所有请求，再转发给后面的服务器，这种模式也常被称为“反向代理”。（来源：码农翻身,解释负载均衡器的部署位置和反向代理概念）

既然它这么重要，万一这个“派活的人”自己累趴下或者生病了，岂不是整个饭馆都瘫痪了？没错，所以高可用的系统必须考虑负载均衡器本身的单点故障问题，解决办法也很直观：给这个关键的“派活员”也配个替补！设置两个或多个负载均衡器，一主一备，平时主节点工作，备用节点闲着（或者也分担一点活，但时刻准备着），它们之间通过“心跳”机制保持联系，一旦主节点宕机，备用节点能在瞬间检测到并立刻接管所有工作，对外界来说几乎感觉不到中断，这就构成了负载均衡器的高可用集群。（来源：码农翻身,讲解负载均衡器的高可用性方案）

负载均衡器还能干点“兼职”，提升整个系统的安全性，它可以设置一些规则，像门卫一样检查进来的“客人”（请求），如果发现某个IP地址在短时间内疯狂发送请求（可能是攻击），就可以直接把它拒之门外，它还可以帮后端的服务器“挡刀”，比如终止耗时的SSL/TLS加密解密过程（即SSL卸载），让服务器能更专注于处理业务逻辑。（来源：码农翻身,介绍负载均衡器的额外功能如安全防护和SSL卸载）

在分布式架构中，负载均衡就像一个聪明的交通警察，它站在系统的入口，指挥着源源不断的网络请求流量，让它们有序、高效、合理地分配到后方多台服务器上，它解决了单台服务器性能瓶颈的问题，提升了系统的整体处理能力（扩展性）、抗故障能力（高可用性），甚至还兼顾了一部分安全职责，理解了负载均衡，你就拿到了理解大型网站如何支撑海量访问的第一把钥匙。（来源：码农翻身,总结负载均衡的核心价值）