負載均衡的三大要素：演算法，健康檢查和會話保持。
負載均衡演算法
一般來說負載均衡裝置都會預設支援多種負載均衡分發策略，例如：
ø 輪詢（roundrobin）將請求順序迴圈地發到每個伺服器。當其中某個伺服器發生故障，ax就把其從順序迴圈佇列中拿出，不參加下一次的輪詢，直到其恢復正常。
ø 比率（ratio）：給每個伺服器分配乙個加權值為比例，根椐這個比例，把使用者的請求分配到每個伺服器。當其中某個伺服器發生故障，ax就把其從伺服器佇列中拿出，不參加下一次的使用者請求的分配，直到其恢復正常。
ø 優先權（priority）：給所有伺服器分組，給每個組定義優先權，將使用者的請求分配給優先順序最高的伺服器組（在同一組內，採用預先設定的輪詢或比率演算法，分配使用者的請求）；當最高優先順序中所有伺服器或者指定數量的伺服器出現故障，ax將把請求送給次優先順序的伺服器組。這種方式，實際為使用者提供一種熱備份的方式。
ø 最少連線數（leastconnection）：ax會記錄當前每台伺服器或者服務埠上的連線數，新的連線將傳遞給連線數最少的伺服器。當其中某個伺服器發生故障，ax就把其從伺服器佇列中拿出，不參加下一次的使用者請求的分配，直到其恢復正常。
ø 最快響應時間（fast reponse time）：新的連線傳遞給那些響應最快的伺服器。當其中某個伺服器發生故障，ax就把其從伺服器佇列中拿出，不參加下一次的使用者請求的分配，直到其恢復正常。
以上為通用的負載均衡演算法，還有一些演算法根據不同的需求也可能會用到，例如：
ø 雜湊演算法( hash): 將客戶端的源位址，埠進行雜湊運算，根據運算的結果**給一台伺服器進行處理，當其中某個伺服器發生故障，就把其從伺服器佇列中拿出，不參加下一次的使用者請求的分配，直到其恢復正常。
ø 基於資料報的內容分發：例如判斷http的url，如果url中帶有.jpg的副檔名，就把資料報**到指定的伺服器。
繼續看圖分析，第二個使用者207.17.117.21也訪問www.a10networks.com
，負載均衡裝置根據負載均衡演算法將第二個使用者的請求**到第二台伺服器來處理。
假設在工作過程中，突然有一台伺服器出現問題怎麼辦？ 這就涉及到我們要介紹的第二個feature:
健康檢查
健康檢查用於檢查伺服器開放的各種服務的可用狀態。負載均衡裝置一般會配置各種健康檢查方法，例如ping，tcp，udp，http，ftp，dns等。ping屬於第三層的健康檢查，用於檢查伺服器ip的連通性，而tcp/udp屬於第四層的健康檢查，用於檢查服務埠的up/down，如果要檢查的更準確，就要用到基於7層的健康檢查，例如建立乙個http健康檢查，get乙個頁面回來，並且檢查頁面內容是否包含乙個指定的字串，如果包含，則服務是up的，如果不包含或者取不回頁面，就認為該伺服器的web服務是不可用（down）的。如下圖所示，負載均衡裝置檢查到172.16.20.3這台伺服器的80埠是down的，負載均衡裝置將不把後面的連線**到這台伺服器，而是根據演算法將資料報**到別的伺服器。建立健康檢查時可以設定檢查的間隔時間和嘗試次數，例如設定間隔時間為5秒，嘗試次數為3，那麼負載均衡裝置每隔5秒發起一次健康檢查，如果檢查失敗，則嘗試3次，如果3次都檢查失敗，則把該服務標記為down，然後伺服器仍然會每隔5秒對down的伺服器進行檢查，當某個時刻發現該伺服器健康檢查又成功了，則把該伺服器重新標記為up。健康檢查的間隔時間和嘗試次數要根據綜合情況來設定，原則是既不會對業務產生影響，又不會對負載均衡裝置造成較大負擔。
假設是同乙個使用者繼續訪問，後續的連線會怎麼處理呢？ 看下圖：
使用者207.17.117.25之前發起的第乙個連線是207.17.117.25：4003-〉199.237.202.127:80，負載均衡裝置將該連線**到了172.16.20.4，接著發起第二個連線207.17.117.25：4004-〉199.237.202.127:80，我們看到該連線還是**到了伺服器172.16.20.4，為什麼呢？因為負載均衡裝置配置了會話保持。
會話保持
會話保持用於保持會話的連續性和一致性，由於伺服器之間很難做到實時同步使用者訪問資訊，這就要求把使用者的前後訪問會話保持到一台伺服器上來處理。舉個例子，使用者訪問乙個電子商務**，如果使用者登入時是由第一台伺服器來處理的，但使用者購買商品的動作卻由第二台伺服器來處理，第二台伺服器由於不知道使用者資訊，所以本次購買就不會成功。這種情況就需要會話保持，把使用者的操作都通過第一台伺服器來處理才能成功。當然並不是所有的訪問都需要會話保持，例如伺服器提供的是靜態頁面比如**的新聞頻道，各台伺服器都有相同的內容，這種訪問就不需要會話保持。
負載均衡裝置一般會預設配置一些會話保持的選項，例如源位址的會話保持，cookie會話保持等，基於不同的應用要配置不同的會話保持，否則會引起負載的不均衡甚至訪問異常。具體可參考本人的另一篇拙作：《不同應用環境下會話保持方式的選擇》。
本文介紹了負載均衡的基本功能和實現原理，看起來並不難，但負載均衡涉及的知識其實非常的廣泛，根據各個使用者系統的不同，我們要熟悉不同的協議和應用流程，甚至涉及到某些開發語言和軟體平台，否則在出現故障的時候，我們可能沒有能力做出有效的判斷，從這個意義上來說，乙個負載均衡裝置的工程師要掌握網路，應用和系統等各方面的知識，這些都要當作基礎來積累。
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