典型的几个负载均衡算法PPT课件
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常见负载均衡算法⼀、概要随着系统⽇益庞⼤、逻辑业务越来越复杂,系统架构由原来的单⼀系统到垂直系统,发展到现在的分布式系统。
分布式系统中,可以做到公共业务模块的⾼可⽤,⾼容错性,⾼扩展性,然⽽,当系统越来越复杂时,需要考虑的东西⾃然也越来越多,要求也越来越⾼,⽐如服务路由、负载均衡等。
此⽂将针对负载均衡算法进⾏讲解,不涉及具体的实现。
⼆、负载均衡算法在分布式系统中,多台服务器同时提供⼀个服务,并统⼀到服务配置中⼼进⾏管理,如图1-1。
消费者通过查询服务配置中⼼,获取到服务到地址列表,需要选取其中⼀台来发起RPC远程调⽤。
如何选择,则取决于具体的负载均衡算法,对应于不同的场景,选择的负载均衡算法也不尽相同。
负载均衡算法的种类有很多种,常见的负载均衡算法包括轮询法、随机法、源地址哈希法、加权轮询法、加权随机法、最⼩连接法等,应根据具体的使⽤场景选取对应的算法。
图1-11、轮询(Round Robin)法轮询很容易实现,将请求按顺序轮流分配到后台服务器上,均衡的对待每⼀台服务器,⽽不关⼼服务器实际的连接数和当前的系统负载。
这⾥通过实例化⼀个serviceWeightMap的Map变量来服务器地址和权重的映射,以此来模拟轮询算法的实现,其中设置的权重值在以后的加权算法中会使⽤到,这⾥先不做过多介绍,该变量初始化如下:private static Map<String, Integer> serviceWeightMap = new HashMap<String, Integer>();static {serviceWeightMap.put("192.168.1.100", 1);serviceWeightMap.put("192.168.1.101", 1); //权重为4serviceWeightMap.put("192.168.1.102", 4);serviceWeightMap.put("192.168.1.103", 1);serviceWeightMap.put("192.168.1.104", 1);//权重为3serviceWeightMap.put("192.168.1.105", 3);serviceWeightMap.put("192.168.1.106", 1);//权重为2serviceWeightMap.put("192.168.1.107", 2);serviceWeightMap.put("192.168.1.108", 1);serviceWeightMap.put("192.168.1.109", 1);serviceWeightMap.put("192.168.1.110", 1);}通过该地址列表,实现的轮询算法的部分关键代码如下private static Integer pos = 0;public static String testRoundRobin() {// 重新创建⼀个map,避免出现由于服务器上线和下线导致的并发问题Map<String, Integer> serverMap = new HashMap<String, Integer>();serverMap.putAll(serviceWeightMap);//取得IP地址listSet<String> keySet = serverMap.keySet();ArrayList<String> keyList = new ArrayList<String>();keyList.addAll(keySet);String server = null;synchronized (pos) {if (pos > keySet.size()) {pos = 0;}server = keyList.get(pos);pos++;}return server;}由于serviceWeightMap中的地址列表是动态的,随时可能由机器上线、下线或者宕机,因此,为了避免可能出现的并发问题,⽐如数组越界,通过在⽅法内新建局部变量serverMap,先将域变量拷贝到线程本地,避免被其他线程修改。
各种负载均衡策略-图解⽬录⼀.⼆.三.四.五.⼀.基于权重的随机负载均衡策略 有3台机器,每台机器都有各⾃的权重,如下如所⽰: 现在假设⽤户发起1次调⽤,请求被Server1处理,下⼀次请求,请求可能仍然被Server1处理,也可能是Server2或者Server3处理。
只是在⼤量调⽤后,总体的规律是,1/6的请求会⾛到Server1上,2/6的请求会⾛到Server2上,3/6的请求会⾛到Server3上。
⼆.基于轮询的负载均衡策略 这种策略,与每台机器的权重就没有关系了,如下图所⽰: 在这种策略中,第1次请求被Server1处理,第2次请求被Server2处理,第3次请求被Server3处理,第4次请求被Server1处理,第5次请求被Server2处理,第6次请求被Server3处理....每个节点都会依次接收处理请求。
三.基于权重的轮询负载均衡策略 这种策略,是在轮询策略上增加了权重这个因素,如下图所⽰: 使⽤这种策略,会将请求“分组”,以上⾯这个图为例,因为总权重为600,和各节点约分后,分别占权重1/6,2/6,3/6,那么这个“分组”就是6,也就是说6个请求为⼀组,Server1会处理其中的1个请求(因为其权重占⽐为1/6),同理,Server2会处理2个请求,Server3会处理3个请求。
现在假设有2组(也就是12个请求),那么处理过程如下: 1.发起第1次请求,请求被Server1处理; 2.发起第2次请求,请求被Server2处理; 3.发起第3次请求,请求被Server3处理; 4.发起第4次请求,请求被Server2处理,注意,此时不是Server1处理,因为Server1已经处理了1/6的请求; 5.发起第5个请求,请求被Server3处理; 6.发起第6个请求,请求被Server3处理,注意,此时不是Server2处理,因为Server2已经处理2/6的请求; 此时,⼀组请求已经完成处理(共6个),接着进⾏第2组的处理。
常见的负载均衡算法
以内
负载均衡算法是指在集群运行环境中,根据所接收请求的特点,合理分配到不同服务
器上,从而实现系统负载均衡,达到最优的资源利用效果,是集群架构中的一种重要的网
络架构。
目前常见的负载均衡算法有轮询、权重轮询、最小连接数、哈希、动态调度等。
一、轮询:轮询是指服务器的负载均衡算法,它假设客户端发送的请求量是均匀的,
系统会采用轮流的方式将请求分配到每一个服务器上。
二、权重轮询:权重轮询算法是负载均衡算法中比较常用的一种,用于配置不同服务
器负载不同的“权重”,根据这个“权重”轮流分发任务。
在这种算法中,权重越高,单
个服务器收到的请求比例就越多。
三、最小连接数:最小连接数算法是指将新的请求指定到拥有最少连接的服务器上,
因为这样的服务器处理能力依然会比较强,降低请求处理延时。
四、哈希:哈希算法是一种比较常用的负载均衡算法,它的原理是采用特定的函数对
客户端发送的请求和服务器进行匹配,最终实现均衡负载。
五、动态调度:动态调度算法是指系统根据变化情况实时衡量系统负载,并将负载动
态分发到每一个服务器上,实现负载的动态调度、平衡等工作,从而保证系统的稳定运行。
介绍负载均衡算法
负载均衡算法有以下几种:
1.轮询法:将请求按顺序轮流地分配到后端服务器上,它均衡地对待后端的每一台服务器,而不关心服务
器实际的连接数和当前的系统负载。
2.加权轮询法:不同的后端服务器可能机器的配置和当前系统的负载并不相同,因此它们的抗压能力也不
相同。
为保证处理能力强的服务器处理更多的访问流量,用相应的权值表示服务器的处理性能,将请求数目按权值的比例分配给各服务器。
调度器可以自动询问服务器的负载情况,并动态地调整其权值。
3.随机法:通过系统的随机算法,根据后端服务器的列表大小值来随机选其中一台服务器访问。
4.加权随机法:与加权轮询法一样,加权随机法也根据后端机器的配置、系统的负载分配不同的权重。
不
同的是,它是按照权重随机请求后端的服务器,而非顺序。
5.最小连接数:最小连接数算法比较灵活和智能,由于后端服务器的配置不尽相同,对于请求的处理有快
有慢,它是根据后端服务器的连接情况,动态地选取其中当前积压连接数最少的一台服务器来处理当前的请求,尽可能地提高后端服务的利用效率,将负责合理地分流到每一台服务器。
1。
解密负载均衡算法负载均衡算法指的是一种负载分担、负载映射和负载控制的复杂算法,旨在使得网络传输的最佳状态的负载均衡的策略。
负载均衡算法的本质是通过不断进行有效的加载分配来减少网络节点间的交互操作,从而有效降低网络拥塞。
负载均衡算法在不同的环境中有不同的应用,主要包括服务器负载均衡算法、网络负载均衡算法、路由器负载均衡算法等。
下面是其中的一些常见算法:1. 基于距离的算法(Distance-based Algorithm):是将负载映射给最近节点。
这种算法利用节点之间的距离来指示剩余负载,因此负载可以根据更精确的地址来确定,从而有效减少网络节点之间的延迟。
优点是可以大幅减少数据中心之间的无效负载流量。
2. 节点增量算法(Node Increment Algorithm):这种算法通过按照预先定义的负载均衡大小增加节点(nodes)的负载。
这种算法的优点是可以逐渐增加网络的容量,以便系统能够应对突发的流量和负载。
3. 加权可用负载算法(Weighted Available Load Algorithm):这种算法通过分配加权的可用负载(Load)来实现负载均衡。
它的优势在于可以在不同的负载节点上进行加权,使得可以保证数据中心的可用负载更加平均,从而减少网络延迟和拥塞。
4. 加权最小活动时间(Weighted Minimum Active Time)算法:这种算法通过结合有向图算法和加权最小活动时间算法来实现负载分担。
该算法可以将负载分散到网络中的各个节点,而同时又能确保负载的效率和完整性。
5. 平均响应时间(Average Response Time)算法:这是一种新颖的算法,可以通过两个相关参数——平均响应时间和异常采样率来实现自动分配和调整负载。
优点在于可以有效降低网络数据中心间的流量,同时还可以有效提高网络的吞吐率和可靠性。
负载均衡算法在现在的网络系统中起着越来越重要的作用,有效的负载均衡可以大大减少节点间的网络通信延迟,同时还可以保证网络的可靠性和性能。
负载均衡算法
1. 轮询法:每个请求按照顺序轮流分配给后端服务器,平均分配后端服务器的负载,缺点是无法应对后端服务器性能不均衡的情况。
2. 最少连接法:负载均衡算法会优先将请求分配给当前连接数最少的后端服务器,从而将负载均衡分配到各个后端服务器上,但是无法考虑后端服务器的性能。
3. 权重轮询法:与轮询法类似,但是每个服务器可以设置不同的权重,按照权重比例将请求分配到后端服务器,可以根据后端服务器的性能设置不同的权重。
4. IP Hash法:将客户端的IP地址哈希之后,根据哈希值将请
求分配到不同的后端服务器,保证同一个客户端的请求会被分配到相同的后端服务器,但是无法应对后端服务器性能不均衡的情况。
5. 加权轮询法:结合轮询法和权重轮询法,每个服务器有一个权重值,按照权重值将请求分配到后端服务器,可以根据后端服务器的性能设置不同的权重。
6. 最小响应时间法:负载均衡算法会优先将请求分配给响应时间最短的后端服务器,从而将负载均衡分配到各个后端服务器上,可以根据后端服务器的性能设置不同的权重。
13种负载均衡算法目录•前言•(1)轮转调度(Round-Robin Scheduling)算法•(2)加权轮转调度(Weighted Round-Robin Scheduling)算法•(3)随机均衡调度(Random Scheduling)算法•(4)加权随机均衡调度(Weighted Random Scheduling)算法•(5)最小连接调度(Least-Connection Scheduling)算法•(6)加权最小连接调度(Weighted Least-Connection Scheduling)算法•(7)目标地址散列调度(Destination Hashing Scheduling)算法•(8)源地址散列调度(Source Hashing Scheduling)算法•(9)基于局部性的最少链接调度(Locality-Based Least ConnectionsScheduling)算法•(10)带复制的基于局部性最少链接调度(Locality-Based Least Connectionswith Replication Scheduling)算法•(11)响应速度均衡调度(Response Time Scheduling)算法•(12)处理能力均衡调度(Processing Capacity Scheduling)算法•(13)DNS均衡调度(DNSScheduling)算法前言所谓负载,一般指处理节点的CPU负载、MEM利用率、网络负载、可用的缓冲区、应用系统负载、用户数量以及其他的各种系统资源的当前状态信息。
所谓负载均衡,是指处理节点的负载信息通过某代理软件传递给均衡器,由均衡器做出决策并对负载进行动态分配,从而使集群中各处理节点的负载相对趋于平衡。
要实现(1)为用户提供更好的访问质量。
(2)提高服务器响应速度。
(3)提高服务器及其他资源的利用效率。
(4)避免了网络关键部位出现单点失效。
负载均衡技术一、目前有三种IP负载均衡技术(VS/NAT、VS/TUN和VS/DR);八种调度算法(rr,wrr,lc,wlc,lblc,lblcr,dh,sh)。
LVS+keepalived负载均衡架构图二、LVS+keepalived的安装和配置1.配置环境System OS:CentOS release 5.4Software:ipvsadm-1.24.tar.gz, keepalived-1.1.19.tar.gz2.信息列表3.安装lvs分别在backup lvs和master lvs上安装wget/software/kernel-2.6/ipvsadm-1.24.ta r.gzln -s /usr/src/kernels/2.6.18-164.el5-i686/ /usr/src/linuxtar zxvf ipvsadm-1.24.tar.gzcd ipvsadm-1.24make && make install4.安装keepalived分别在backup lvs和master lvs上安装wget /software/keepalived-1.1.19.tar.gztar zxvf keepalived-1.1.19.tar.gzcd keepalived-1.1.19./configure --prefix=/usr/local/keepalivedmakemake installcp /usr/local/keepalived/sbin/keepalived /usr/sbin/cp /usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/cp /usr/local/keepalived/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/init.d/ mkdir /etc/keepalived5.配置keepadlivedLVS-Master的配置文件如下[root@linux5 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.confglobal_defs {notification_email {jimo291@ #email 通知}notification_email_from jimo291@smtp_server 127.0.0.1smtp_connect_timeout 30router_id LVS1 #设置lvs的id,在一个网络内应该是唯一的}vrrp_sync_group test { #设置vrrp组group {loadbalance}}vrrp_instance loadbalance {state MASTER #设置lvs的状态,报错MASTER和BACKUP两种,必须大写interface eth0 #设置对外服务的接口lvs_sync_daemon_inteface eth0 #设置lvs监听的接口virtual_router_id 51 #设置虚拟路由表示priority 180 #设置优先级,数值越大,优先级越高advert_int 5 #设置同步时间间隔authentication { #设置验证类型和密码auth_type PASSauth_pass 1111}virtual_ipaddress { #设置lvs vip192.168.1.115}}virtual_server 192.168.1.115 80 {delay_loop 6 #健康检查时间间隔lb_algo rr #负载均衡调度算法lb_kind DR #负载均衡转发规则#persistence_timeout 20 #设置会话保持时间,对bbs等很有用 protocol TCP #协议real_server 192.168.1.105 80 {weight 3 #设置权重TCP_CHECK {connect_timeout 3nb_get_retry 3delay_before_retry 3connect_port 80}}real_server 192.168.1.103 80 {weight 3TCP_CHECK {connect_timeout 3nb_get_retry 3delay_before_retry 3connect_port 80}}real_server 192.168.1.104 80 {weight 3TCP_CHECK {connect_timeout 3nb_get_retry 3delay_before_retry 3connect_port 80}}}LVS-backup的配置文件如下global_defs {notification_email {jimo291@}notification_email_from jimo291@ smtp_server 127.0.0.1smtp_connect_timeout 30router_id LVS2}vrrp_sync_group test {group {loadbalance}}vrrp_instance loadbalance {state BACKUPinterface eth0lvs_sync_daemon_inteface eth0 virtual_router_id 51priority 150advert_int 5authentication {auth_type PASSauth_pass 1111}virtual_ipaddress {192.168.1.115}}virtual_server 192.168.1.115 80 {delay_loop 6lb_algo rrlb_kind DR#persistence_timeout 20protocol TCPreal_server 192.168.1.105 80 { weight 3TCP_CHECK {connect_timeout 3nb_get_retry 3delay_before_retry 3connect_port 80}}real_server 192.168.1.103 80 { weight 3TCP_CHECK {connect_timeout 3nb_get_retry 3delay_before_retry 3connect_port 80}}real_server 192.168.1.104 80 { weight 3TCP_CHECK {connect_timeout 3nb_get_retry 3delay_before_retry 3connect_port 80}}}6.Realserver的配置三台客户端的脚本都一样!cat /etc/rc.d/init.d/realserver.sh#!/bin/bash# description: Config realserver lo and apply noarpSNS_VIP=192.168.1.115/etc/rc.d/init.d/functionscase "$1" instart)ifconfig lo:0 $SNS_VIP netmask 255.255.255.255 broadcast $SNS_VIP /sbin/route add -host $SNS_VIP dev lo:0echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignoreecho "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announceecho "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignoreecho "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announcesysctl -p >/dev/null 2>&1echo "RealServer Start OK";;stop)ifconfig lo:0 downroute del $SNS_VIP >/dev/null 2>&1echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignoreecho "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announceecho "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignoreecho "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announceecho "RealServer Stoped";;*)echo "Usage: $0 {start|stop}"exit 1esacexit 07.测试1)首先测试各个realserver,确定各个realserver都能正常访问,测试realserver.sh脚本,看启动后能不能绑定lvs vip,停止后能不能去除绑定的vip2)测试lvs能否进行负载均衡转发,利用ipvsadm命令查看,如果想只当当前的请求转发到哪个服务器去了,可以用ipvsadm加选项来查看,其完整形式为:ipvsadm –lcn | grep 192.168.1.1153)停掉主lvs看lvs backup是否接管!更详细信息请查看日志,tail -f /var/log/messages实现高可用集群来源: ChinaUnix博客日期: 2009.07.21 14:49 (共有条评论) 我要评论entOS5.2lived介绍tual Server的简写,意即Linux虚拟服务器,是一个虚拟的服务器集群系统。