低延迟架构下的弹性负载均衡

作者：禅与计算机程序设计艺术

1.背景介绍

在当前的IT架构中，随着互联网的普及、企业的发展，各种服务类型的繁多，单个业务系统的数据量和访问请求量不断增加，带来了很大的挑战，如何合理分配服务器资源，提升整体的性能，降低系统故障率等成为了系统架构设计的重要课题。传统的负载均衡模式通常基于硬件，需要投入大量的人力物力、资金开支；而软件负载均衡可以节省人工成本和设备开销，还能根据应用特点自动调整负载分配，提升系统的稳定性和可用性，有效保障了用户体验，但由于采用了传统的轮询调度算法，导致用户请求的平均响应时间变长，甚至超时，严重影响用户体验和业务运营。因此，如何将传统的负载均衡模式与新型的分布式、无状态的微服务架构结合起来，提升其性能，降低其平均响应时间，成为一个重要研究方向。

微服务架构面临的一个主要挑战就是需要解决服务发现与负载均衡的问题。传统的负载均衡器由硬件实现，负责将请求平摊到多个后端服务器上，包括服务器资源管理、健康检查、动态资源调度等功能。这些功能目前都由操作系统或者其他软件进行处理，而且它们一般都是多进程、多线程异步处理方式，对于复杂的业务场景来说会出现单点故障或无法满足高可用要求的问题。所以，微服务架构中引入了服务注册中心（Service Registry）来存储服务信息，并通过服务发现组件获取当前可用服务实例列表。然后，客户端通过负载均衡策略选择一个可用的服务实例，并向其发送请求，实现负载均衡的目的。服务发现与负载均衡组合使用的方案被称为软负载均衡（Soft Load Balance）。

软负载均衡存在如下几个特点：

1. 不依赖于任何平台࿰