负载均衡集群如何解决高并发问题？

负载均衡集群是现代互联网架构中不可或缺的一部分，它通过分散请求到多个服务器上，提高了系统的可靠性和可扩展性，本文将详细介绍负载均衡集群的实现方式、优缺点以及常见的调度策略。

一、什么是负载均衡？

负载均衡指的是在一个集群中通过某种硬件设备或者软件算法来选择集群中的一台机器处理当前请求，以达到大量请求的分散给后端集群不同机器处理，从而提升高并发能力和容灾能力，就像在10个餐厅中选一个吃午餐，这个过程就是负载均衡的过程。

二、负载均衡的实现方式

负载均衡的实现方式主要分为以下几种：

1、HTTP重定向：当用户向服务器发起请求时，请求首先被集群调度者截获；调度者根据某种分配策略，选择一台服务器，并将选中的服务器的IP地址封装在HTTP响应消息头部的Location字段中，返回给浏览器，浏览器收到响应消息后，解析Location字段，并向该URL发起请求，然后指定的服务器处理该用户的请求。

2、DNS负载均衡：DNS负载均衡利用域名系统来分配不同的IP地址给用户，从而实现负载均衡，具体做法是将域名指向多个后端服务器，并设置调度策略，DNS服务器根据这些策略返回一个合适的IP地址给用户。

3、反向代理负载均衡：反向代理服务器位于实际服务器之前，所有发送给网站的请求都首先要经过反向代理服务器，反向代理服务器根据用户的请求要么直接将结果返回给用户，要么将请求交给后端服务器处理，再返回给用户。

4、硬件负载均衡：硬件负载均衡解决方案是在服务器和外部网络间安装负载均衡设备，这种设备通常称之为负载均衡器，由于专门的设备完成专门的任务，独立于操作系统，整体性能得到大量提高。

5、软件负载均衡：软件负载均衡指的是在服务器的操作系统上安装负载均衡软件，从此服务器发出的请求经软件负载均衡算法路由到后端集群的某一台机器上。

三、常见的调度策略

1、随机分配策略：当调度服务器收到用户请求后，可以随机决定使用哪台后端服务器。

2、轮询策略（Round Robin）：调度服务器需要维护一个值，用于记录上次分配的后端服务器的IP，那么当新的请求到来时，调度者将请求依次分配给下一台服务器。

3、加权轮询策略：会给后端集群每台机器都分配一个权重，权重高的承担更多的流量，权重低的分配的流量少。

4、最少连接策略：关注后端集群各个服务器当前的连接数，选择一个最少连接数的机器应答当前请求。

5、延迟感知策略：总是挑选能够最快的返回执行结果的机器来访问。

6、源地址散列策略：能够让同一客户端的请求总是请求在后端同一台机器上。

7、一致性散列：在源地址散列的基础上发展得来的，解决新增或减少一台机器时，所有请求都发生变化的问题。

四、负载均衡的优缺点分析

1、HTTP重定向

优点：实现起来较为容易，逻辑比较简单。

缺点：无法实现真正意义上的负载均衡，只不过是把请求次数平均分配给每台服务器罢了，若分配给该用户的后端服务器出现故障，并且如果页面被浏览器缓存，那么当用户再次访问网站时，请求都会发给出现故障的服务器，从而导致访问失败。

2、DNS负载均衡

优点：配置简单，扩展性强。

缺点：没办法了解每台服务器的负载情况，因此没办法实现真正意义上的负载均衡，由于DNS服务器有缓存，某台后端服务器发生故障时，仍然会导致一部分用户无法正常访问网站。

3、反向代理负载均衡

优点：隐藏后端服务器，确保调度者的控制权，提升集群的整体性能，能够快速地移除故障结点。

缺点：调度者压力过大，制约扩展。

4、硬件负载均衡

优点：性能好，处理能力强，与操作系统无关性。

缺点：成本贵，一般只是关注网络流量的负载。

5、软件负载均衡

优点：灵活，可调整性大，性价比较高。

缺点：受软件安装的服务器性能影响，同时也没有硬件的性能好。

五、负载均衡集群中的session解决方案

在分布式情况下，session面临共享问题，常见的解决方案有以下几种：

1、基于Cookie的Session共享：客户端保存sessionId，每次请求时携带cookie信息。

2、基于Token的认证方式：token字符串里保存了所有的用户信息，客户端每次访问都传递token。

3、分布式缓存：将session存储在Redis等分布式缓存中，所有服务器共享同一个缓存。

负载均衡集群通过多种方式和策略实现了请求的合理分配，提高了系统的可靠性和可扩展性，不同的实现方式和调度策略各有优缺点，需要根据具体场景选择合适的方案，在分布式系统中，session的管理也是一个重要的问题，需要采用合适的方案来实现session的共享和一致性。

小伙伴们，上文介绍了“负载均衡集群怎么解决”的内容，你了解清楚吗？希望对你有所帮助，任何问题可以给我留言，让我们下期再见吧。