重定向与负载均衡

前言

重定向技术，它们是如何工作的以及它们的负载均衡能力如何：

• HTTP 重定向
• DNS 重定向
• 任播路由
• IP MAC 转发
• IP 地址转发
• WCCP （Web 缓存协调协议）
• ICP （缓存间通信协议）
• HTCP（超文本缓存协议）
• NECP（网元控制协议）
• CARP（缓存阵列路由协议）
• WPAD（Web代理自动发现协议）

为什么要重定向

由于HTTP应用程序总是要做下列3件事情，所以在现代网络中重定向是普遍存在的：

• 可靠的执行 HTTP 事任
• 最小化时延
• 节约网络带宽
  处于这些原因，Web内容通常分布在很多地方。这么做是出于可靠性的考虑。这样，如果一个位置出问题了，还有其他可用；如果客户端能去访问较近的资源，就可以更快地收到所有请求的内容，以降低响应时间；将目标服务器分散，还可以减少网络拥塞，可以将重定向当作一组有助于找到"最佳"分布式内容的技术。

通用的重定向方法

可以通过重定向技术将流量重定向到不同的（可能更优的）服务器，或者通过代理来转发流量。

• HTTP 重定向
• DNS 重定向
• 传播寻址
• 任播寻址
• IP MAC 转发以及 IP 地址转发

HTTP 重定向

客户端请求服务器，服务器返回一个 状态码在 300~399，高速服务器重定向，并且告诉重定向之后的地址。然后，客户端在对重定向地址发出请求，完成请求。
HTTP 重定向可以在服务器间引导请求，但它有以下缺点：

• 需要原始服务器进行大量处理来判断要重定向到哪台服务器上去，有时，发布重定向所需的处理量几乎与提供页面本身所需的处理量一样。
• 增加了用户时延，因为访问页面时要进行两次往返。
• 如果重定向服务器出故障，站点就会瘫痪。
  由于存在这些弱点，HTTP 重定向通常都会与其他一种或多种重定向技术结合使用。

DNS 重定向

DNS 轮转，每一次请求都会在所有的ip中，轮转的分配ip地址。
DNS 对服务器的每次查询都会得到不同的服务器地址序列，所以DNS地址轮转会将负载分摊。但是，这种负载分摊并不完美，因为DNS查找的结果可能会被记住，并被各种应用程序，操作系统和一些简易的DNS服务器重用。很多Web浏览器都会对主机进行DNS查找，然后一次次地使用相同的地址，以减少DNS查找的开销，而且有些服务器也更愿意保持与同一台客户端的联系。另外，很多操作系统都会自行进行DNS查找，并将结果缓存，但并不是对地址进行轮转。因此，DNS轮转通常都不会平衡单个客户端的负载，一个客户端通常会在很长时间内连接到一台服务器上去。
尽管DNS没有对单个客户端的事务进行跨服务器副本的处理，但在分散多个客户端的总负荷方面它做的相当好。只要有大量具有相同需求的客户端，就可以将负载合理地分散到各个服务器上去。

其他基于DNS的重定向算法

• 负载均衡算法
  有些DNS服务器会跟踪 Web 服务器上的负载，将负载最轻的 Web 服务器放在列表的最前面。
• 邻接路由算法
  Web 服务器集群在地理上分散时，DNS服务器会尝试着将用户导向最近的Web服务器。

• 故障屏蔽算法
  DNS服务器可以监视网络的状况，并将请求绕过出现服务器中断或其他故障的地方。
  通常，运行复杂服务器跟踪算法的DNS服务器就是在内容提供者控制之下的一个权威服务器。
  有一些分布式主机服务器会使用这个DNS重定向模型。对于那些要查找附近服务器的服务来说，这个模型的一个缺点就是，权威DNS服务器只能用本地DNS服务器的IP地址，而不能用由客户端的IP地址来做决定。

  
  
  

  涉及权威服务器的DNS请求

任播寻址

任播寻址仍然是项实验性技术。要使用分布式任播技术，服务器就必须"使用路由器语言"，而且路由器必须能够处理可能出现的地址冲突，因为因特网地址基本上都是假定一台服务器只有一个地址的。（如果，没有正确的实现，可能会造成很严重的"路由泄漏的问题"。）分布式任播是一种新兴技术，可以为那些自己控制骨干网络的内容提供商提供一种解决方案。

分布式任播寻址.png

IP MAC 转发

在以太网中，HTTP 报文都是以携带地址的数据分组的形式发送的。每个分组都有一个第四层地址，由源IP地址，目的IP地址以及TCP端口号组成，它是第四层设备所关注的地址。每个分组还有一个第二层地址，MAC（媒体访问控制地址），这是第二层设备（通常是交换机和Hub）所关注的地址。第二层设备的任务是接收具有特定输入MAC地址的分组，然后将其转发到特定的输出MAC地址上去。

IP 地址转发

在 IP 地址的转发过程中，交换机或其他第四层设备会检测输入分组中的 TCP/IP 地址，并通过修改目的 IP 地址（不是目的MAC地址），对分组进行响应的转发。与MAC转发相比，这么做的优点是目标服务器不需要位于一跳远的地方，只需要位于交换机的上游就行了，而且通常第三层的端到端因特网路由都会将分组传送到正确的地方。这种类型的转发也被称为 NAT （网络地址转换）。