一种典型的负载均衡解决方案

本文将介绍一种典型的负载均衡解决方案，从硬件到软件涉及中间件，数据库 RDBMS，同时会介绍常见的负载均衡算法及优缺点，对负载均衡感兴趣的同学，可以一读。

负载均衡架构图

​ 首先来看一下负载均衡的架构图，它是一个线性的架构，如下图所示，从标橙色的硬件 F5 到数据库 RAC：

F5 硬件

​ 如下图是一台 F5 硬件负载均衡装备：

它具有诸多特点：

1 基于网络的负载均衡硬件

2 利用 Big-IP 技术对 web 应用负载均衡

3 提供流量管理

另外，F5 有虚拟 ip 功能，能将生产环境虚拟 ip 和负载地址映射，实际生产环境可能映射多组负载均衡地址，列如：

第一组： 用途：ng 转发，web 页面负载

第二组： 用途：注册中心地址，所有服务内部注册

第三组： 用途：入口接口负载均衡

第四组： 用途：redis 的 HA

nginx

Nginx 是 HTTP 和反向代理服务器，邮件服务器，通用 TCP/UDP 代理服务器，它有如下特点：

nginx 能够通过配置 upstream 反向代理实现负载均衡，如下二台服务器负载例子：

upstream client { server 192.168.17.156:8886; server 192.168.17.157:8886; }

这里顺便介绍一下 nginx 负载均衡算法：

1 round-robin

ng 默认负载均衡算法，ng 依次选择一个 server。

2 weighted round-robin

配置 server 权重，按照权值比例，选择一个 server。

3 ip hash

特定 ip 地址映射某一台 upstream server，将 ip 地址作为 hash key，计算得到绑定的服务器。

4 least connections

把请求动态分配给当前链接数最小的服务器。

5 random

把请求随机地分配给一台服务器

通过对比这些负载算法优劣势，才能根据使用场景，找到合适的算法，下表格将负载均衡算法进行对比：

Spring Cloud ribbon/feign

ribbon 本地负载均衡是 Spring Cloud 组件提供的一种负载均衡解决方案，它的优点诸多，例如：

1 是 Spring cloud Netflix 客户端负载均衡组件

2 支持使用注解

3 可与 feign 结合使用

4 支持多种负载均衡器，有轮询，随机，默认轮询方式

能够简单地将 ribbon 和 nginx 对比，从而更好理解其原理和应用场景：

此外，从微服务角度，调用使用 Feign 调用微服务，会自动触发 Ribbon；另一种方式是通过 RestTemplate 调用 HTTP 接口。

Database RAC

​ 数据库 RAC 集群也是常见的数据层面的负载均衡，以 Oracle RAC 为例，它有以下特点，下图是它的原理图：

第一 RAC(Real Application Clusters)由多台互连服务器组成；

第二 oracle 数据库和实例间一对多的关系；

第三由 Oracle Clusterware 管理；

第四 RAC 提供更大吞吐量和更高的可扩展性。

oracle 客户端通过简单配置 load_balance=on，address_list=address......就能实现客户端负载均衡。

总结

本文介绍了一种经典的负载均衡解决方案，从软件涉及中间件，数据库 RDBMS 至底向上到硬件，在实践中也能得以应用。