负载均衡之负载均衡算法

1 概述

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负载均衡算法可分为本地流量管理技术和服务器端所使用的算法，按是否具有动态反馈性，又可以分为静态负载均衡算法和动态负载均衡算法。

 

2 本地流量管理技术

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本地流量管理技术主要有以下几种负载均衡算法：
静态负载均衡算法包括：轮询，比率，优先权
动态负载均衡算法包括: 最少连接数,最快响应速度，观察方法，预测法，动态性能分配，动态服务器补充，服务质量，服务类型，规则模式。

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2.1 静态负载均衡算法

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• 轮询（Round Robin）：顺序循环将请求一次顺序循环地连接每个服务器。当其中某个服务器发生第二到第7 层的故障，BIG-IP 就把其从顺序循环队列中拿出，不参加下一次的轮询，直到其恢复正常。

• 比率（Ratio）：给每个服务器分配一个加权值为比例，根椐这个比例，把用户的请求分配到每个服务器。当其中某个服务器发生第二到第7 层的故障，BIG-IP 就把其从服务器队列中拿出，不参加下一次的用户请求的分配, 直到其恢复正常。

• 优先权（Priority）：给所有服务器分组,给每个组定义优先权，BIG-IP 用户的请求，分配给优先级最高的服务器组（在同一组内，采用轮询或比率算法，分配用户的请求）；当最高优先级中所有服务器出现故障，BIG-IP 才将请求送给次优先级的服务器组。这种方式，实际为用户提供一种热备份的方式。

   

2.2 动态负载均衡算法

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• 最少的连接方式（Least Connection）：传递新的连接给那些进行最少连接处理的服务器。当其中某个服务器发生第二到第7 层的故障，BIG-IP 就把其从服务器队列中拿出，不参加下一次的用户请求的分配, 直到其恢复正常。

• 最快模式（Fastest）：传递连接给那些响应最快的服务器。当其中某个服务器发生第二到第7 层的故障，BIG-IP 就把其从服务器队列中拿出，不参加下一次的用户请求的分配，直到其恢复正常。

• 观察模式（Observed）：连接数目和响应时间以这两项的最佳平衡为依据为新的请求选择服务器。当其中某个服务器发生第二到第7 层的故障，BIG-IP就把其从服务器队列中拿出，不参加下一次的用户请求的分配，直到其恢复正常。

• 预测模式（Predictive）：BIG-IP利用收集到的服务器当前的性能指标，进行预测分析，选择一台服务器在下一个时间片内，其性能将达到最佳的服务器相应用户的请求。(被BIG-IP 进行检测)

• 动态性能分配(Dynamic Ratio-APM):BIG-IP 收集到的应用程序和应用服务器的各项性能参数，动态调整流量分配。

• 动态服务器补充(Dynamic Server Act.):当主服务器群中因故障导致数量减少时，动态地将备份服务器补充至主服务器群。

• 服务质量(QoS）:按不同的优先级对数据流进行分配。

• 服务类型(ToS): 按不同的服务类型（在Type of Field中标识）负载均衡对数据流进行分配。

• 规则模式：针对不同的数据流设置导向规则，用户可自行。
  

负载均衡对应本地的应用交换，大家可以通过对上述负载均衡算法的理解， 结合实际的需求来采用合适你的负载均衡算法，我们常用到的一般是最少连接数、最快反应、或者轮询，决定选用那种算法， 主要还是要结合实际的需求。

 

3 服务器

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•  随机：负载均衡方法随机的把负载分配到各个可用的服务器上，通过随机数生成算法选取一个服务器，然后把连接发送给它。虽然许多均衡产品都支持该算法，但是它的有效性一直受到质疑，除非把服务器的可运行时间看的很重。

• 轮询：轮询算法按顺序把每个新的连接请求分配给下一个服务器，最终把所有请求平分给所有的服务器。轮询算法在大多数情况下都工作的不错，但是如果负载均衡的设备在处理速度、连接速度和内存等方面不是完全均等，那么效果会更好。

• 加权轮询：该算法中，每个机器接受的连接数量是按权重比例分配的。这是对普通轮询算法的改进，比如你可以设定：第三台机器的处理能力是第一台机器的两倍，那么负载均衡器会把两倍的连接数量分配给第3台机器。

• 动态轮询：类似于加权轮询，但是，权重值基于对各个服务器的持续监控，并且不断更新。这是一个动态负载均衡算法，基于服务器的实时性能分析分配连接，比如每个节点的当前连接数或者节点的最快响应时间等。

• 最快算法：最快算法基于所有服务器中的最快响应时间分配连接。该算法在服务器跨不同网络的环境中特别有用。

• 最少连接：系统把新连接分配给当前连接数目最少的服务器。该算法在各个服务器运算能力基本相似的环境中非常有效。

• 观察算法：该算法同时利用最小连接算法和最快算法来实施负载均衡。服务器根据当前的连接数和响应时间得到一个分数，分数较高代表性能较好，会得到更多的连接。

• 预判算法：该算法使用观察算法来计算分数，但是预判算法会分析分数的变化趋势来判断某台服务器的性能正在改善还是降低。具有改善趋势的服务器会得到更多的连接。该算法适用于大多数环境。

                                                                                                                                                            ——游响云停

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