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網(wǎng)站架構(gòu)之負(fù)載均衡

網(wǎng)站架構(gòu)之負(fù)載均衡

作者: macaque1101  發(fā)布時(shí)間: 2010-09-09 18:53  閱讀: 174 次  原文鏈接   全屏閱讀  [收藏]  
編輯點(diǎn)評(píng):負(fù)載均衡作為提高網(wǎng)站性能的主要方式被大多數(shù)網(wǎng)站采用,文中概述了現(xiàn)有的負(fù)載均衡技術(shù)的分類與各自特點(diǎn)。

  動(dòng)態(tài)內(nèi)容按照存在形態(tài)可以分為三類。

  第一類:內(nèi)容長(zhǎng)時(shí)間不需變化,這類內(nèi)容一般是通過(guò)網(wǎng)頁(yè)靜化技術(shù),實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)內(nèi)容轉(zhuǎn)換成靜態(tài)內(nèi)容,從而達(dá)到cdn部署,典型的就是內(nèi)容類網(wǎng)站,比如新浪、搜狐、網(wǎng)易等等的內(nèi)容發(fā)布系統(tǒng)cms,內(nèi)容的增刪改等管理工作被準(zhǔn)實(shí)時(shí)同步到各個(gè)節(jié)點(diǎn)。
  第二類:內(nèi)容可能會(huì)短時(shí)間內(nèi)發(fā)生變動(dòng),但是最終會(huì)穩(wěn)定。比如論壇、博客等應(yīng)用,這類服務(wù)提供的內(nèi)容按照一定的時(shí)間間隔,實(shí)現(xiàn)批量靜化,當(dāng)然也有實(shí)時(shí)靜化,像Mop的大雜燴、網(wǎng)易社區(qū)就是使用了這樣的策略。
  第三類:內(nèi)容會(huì)實(shí)時(shí)變化,非常個(gè)性化。比如郵箱應(yīng)用,這類服務(wù)提供的內(nèi)容無(wú)法實(shí)現(xiàn)靜化,只能通過(guò)實(shí)行分區(qū)域部署和負(fù)載均衡等手段進(jìn)行優(yōu)化。
  對(duì)于提供cdn服務(wù)的廠商來(lái)講,靜態(tài)內(nèi)容的cdn自然沒(méi)有問(wèn)題,對(duì)于第三類服務(wù),只能從通信鏈路層進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化。
  對(duì)于很多網(wǎng)站的偽靜化,有的出于Seo的考慮,有的出于安全性的考慮,手段基本上是rewrite Url。它只不過(guò)是一種外在的表現(xiàn)形式,與Html靜化是兩回事,它依然是一種動(dòng)態(tài)內(nèi)容。
  1. 負(fù)載均衡的分類
  負(fù)載均衡技術(shù)在網(wǎng)站運(yùn)營(yíng)過(guò)程中應(yīng)用非常普遍,技術(shù)也很成熟。負(fù)載均衡技術(shù)按照軟硬件形式分為軟均衡和硬均衡。軟均衡就是基于軟件技術(shù)的均衡,硬均衡是基于硬件技術(shù)的均衡;
  按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議劃分又分為四層均衡和七層均衡。四層均衡就是基于OSI網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)均衡,七層均衡是基于OSI應(yīng)用層的數(shù)據(jù)均衡。
  各種均衡方式在大型網(wǎng)站中均有采用,而且大多數(shù)情況下,是多種均衡方式的組合。
  2. DNS輪詢均衡
  這種方式,算是比較獨(dú)立的一種方式,不在上述劃分之列,但使用比較廣泛,一般用在網(wǎng)站最前端。你可以做個(gè)試驗(yàn),在dos命令行中運(yùn)行nslook命令。比如:nslookup www。163。com,你會(huì)看到命令給出了一堆解析后的IP地址。這些地址就是www.163.com這個(gè)域名綁定的多條A記錄。我們從瀏覽器發(fā)起的訪問(wèn)請(qǐng)求http://www.163.com/,那么你輸入的域名首先需要經(jīng)過(guò)DNS服務(wù)器進(jìn)行解析,Dns服務(wù)器的解析的過(guò)程就是按照A記錄的順序,依次分配IP地址。Dns輪詢方式實(shí)現(xiàn)均衡就是利用這個(gè)原理,在一個(gè)域名下面綁定N個(gè)IP地址,訪問(wèn)請(qǐng)求被均衡到不同的設(shè)備。Dns輪詢方式提供的IP地址,在大型網(wǎng)站中往往是一個(gè)集群的地址,可能是均衡交換機(jī)也可能是均衡服務(wù)器。對(duì)于小網(wǎng)站的話,掛接多臺(tái)服務(wù)器也沒(méi)有問(wèn)題。

  DNS輪詢均衡的優(yōu)點(diǎn):
    1、零成本:只是在Dns服務(wù)器上綁定幾個(gè)A記錄,域名注冊(cè)商一般都提供;
    2、部署簡(jiǎn)單:就是在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行設(shè)備擴(kuò)增,然后在Dns服務(wù)器上添加記錄。
  DNS輪詢均衡的缺點(diǎn):
    1、流量分配不均:Dns解析過(guò)程其實(shí)環(huán)節(jié)很多,而且是一種層層緩存的機(jī)制,你的dns服務(wù)器雖然進(jìn)行更新,但是客戶機(jī)、以及網(wǎng)絡(luò)上其它的dns服務(wù)器不會(huì)實(shí)時(shí)更新,所以流量很難保證100%的平均。目前,dns服務(wù)器都提供了多種手段可以調(diào)整dns輪詢分配的策略,但是確實(shí)無(wú)法保證很完美的均衡。
    2、健康檢查:Dns服務(wù)器中A記錄地址中的某一臺(tái)服務(wù)器宕機(jī),DNS服務(wù)器是無(wú)法知道的,仍舊會(huì)將訪問(wèn)分配到此服務(wù)器。所以需要人員或者工具進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),在某臺(tái)機(jī)器宕機(jī)之后,把備份機(jī)推上生產(chǎn)線,如果想要從A記錄地址摘除某個(gè)地址,這個(gè)通知過(guò)程需要幾個(gè)小時(shí)甚至更久才能擴(kuò)散到所有的客戶機(jī)?! ns輪詢方式推到服務(wù)的最前端還是很有效的,它通過(guò)最原始的方式,把訪問(wèn)用戶映射到不同的服務(wù)集群上。對(duì)于大型網(wǎng)站來(lái)講,對(duì)外服務(wù)的IP地址是不可能經(jīng)常變動(dòng)的,而且后端的集群一旦宕掉,可以迅速推上冗余集群。再加上,一般都是經(jīng)過(guò)CDN部署,服務(wù)被拆分到各個(gè)局部,所以在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生太大的影響。
  3. OSI七層模型
  我們接下來(lái)講講七層均衡。要理解四七層均衡的原理,就先要回憶一下大學(xué)課本里學(xué)的網(wǎng)絡(luò)七層模型(OSI)。
  OSI是一個(gè)開(kāi)放性的通行系統(tǒng)互連參考模型,他是一個(gè)定義的非常好的協(xié)議規(guī)范。OSI模型有7層結(jié)構(gòu),每層都可以有幾個(gè)子層。
  OSI七層模型是一個(gè)很好的理論模型,但是在實(shí)際應(yīng)用中都做了裁剪。尤其是TCP/IP的盛行,把7層結(jié)構(gòu)壓成了4層,
所以很多人都批評(píng)OSI七層模型過(guò)于復(fù)雜,但是作為一個(gè)完整的全面的網(wǎng)絡(luò)模型,還是被大家非常認(rèn)可的。OSI的7層從上到下分別是應(yīng)用層、表示層、會(huì)話層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層。
  7層的功能描述
 ?。?)應(yīng)用層:與其他計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊的一個(gè)應(yīng)用,它是對(duì)應(yīng)應(yīng)用程序的通信服務(wù)的。例如,一個(gè)沒(méi)有通信功能的字處理程序就不能執(zhí)行通信的代碼,從事字處理工作的程序員也不關(guān)心OSI的第7層。但是,如果添加了一個(gè)傳輸文件的選項(xiàng),那么字處理器的程序員就需要實(shí)現(xiàn)OSI的第7層。示例:telnet,HTTP,FTP,WWW,NFS,SMTP等。
  (2)表示層:這一層的主要功能是定義數(shù)據(jù)格式及加密。例如,F(xiàn)TP允許你選擇以二進(jìn)制或ASII格式傳輸。如果選擇二進(jìn)制,那么發(fā)送方和接收方不改變文件的內(nèi)容。如果選擇ASII格式,發(fā)送方將把文本從發(fā)送方的字符集轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的ASII后發(fā)送數(shù)據(jù)。在接收方將標(biāo)準(zhǔn)的ASII轉(zhuǎn)換成接收方計(jì)算機(jī)的字符集。示例:加密,ASII等。
 ?。?)會(huì)話層:他定義了如何開(kāi)始、控制和結(jié)束一個(gè)會(huì)話,包括對(duì)多個(gè)雙向小時(shí)的控制和管理,以便在只完成連續(xù)消息的一部分時(shí)可以通知應(yīng)用,從而使表示層看到的數(shù)據(jù)是連續(xù)的,在某些情況下,如果表示層收到了所有的數(shù)據(jù),則用數(shù)據(jù)代表表示層。示例:RPC,SQL等。
 ?。?)傳輸層:這層的功能包括是否選擇差錯(cuò)恢復(fù)協(xié)議還是無(wú)差錯(cuò)恢復(fù)協(xié)議,及在同一主機(jī)上對(duì)不同應(yīng)用的數(shù)據(jù)流的輸入進(jìn)行復(fù)用,還包括對(duì)收到的順序不對(duì)的數(shù)據(jù)包的重新排序功能。示例:TCP,UDP,SPX。
 ?。?)網(wǎng)絡(luò)層:這層對(duì)端到端的包傳輸進(jìn)行定義,他定義了能夠標(biāo)識(shí)所有結(jié)點(diǎn)的邏輯地址,還定義了路由實(shí)現(xiàn)的方式和學(xué)習(xí)的方式。為了適應(yīng)最大傳輸單元長(zhǎng)度小于包長(zhǎng)度的傳輸介質(zhì),網(wǎng)絡(luò)層還定義了如何將一個(gè)包分解成更小的包的分段方法。示例:IP,IPX等。
 ?。?)數(shù)據(jù)鏈路層:他定義了在單個(gè)鏈路上如何傳輸數(shù)據(jù)。這些協(xié)議與被討論的歌種介質(zhì)有關(guān)。示例:ATM,F(xiàn)DDI等。
 ?。?)物理層:OSI的物理層規(guī)范是有關(guān)傳輸介質(zhì)的特性標(biāo)準(zhǔn),這些規(guī)范通常也參考了其他組織制定的標(biāo)準(zhǔn)。連接頭、針、針的使用、電流、電流、編碼及光調(diào)制等都屬于各種物理層規(guī)范中的內(nèi)容。物理層常用多個(gè)規(guī)范完成對(duì)所有細(xì)節(jié)的定義。示例:Rj45,802.3等。

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