常用负载均衡技术有哪些？不同网络层面上的网络负载均衡技术

前言

负载均衡是一种策略，它能让多台服务器或多条链路共同承担一些繁重的计算或I/O任务，从而以较低成本消除网络瓶颈，提高网络的灵活性和可靠性。

在系统管理员发现网络性能不好时，可以通过网络负载均衡来分配资源，以实现资源的优化。

网络的发展给人们的生活带来了无穷的乐趣，给人们的工作带来了无穷的便利。但是，网络的迅猛发展，也使得人们对网络产生了非常大的依赖性。

如今，我们对网络上的应用开发层出不穷，以至网络上的业务流量突飞猛进。即使当初网络建设得再超前，配置再合理，资源再优化，却仍然会感到“网络建设总是赶不上应用需求的步伐”。尤其是针对那些网络的核心层，其数据流量和计算强度之大，使得单一的设备根本无法承担起重任。

多设备“劳苦不均”

在现有网络基础上，适量增加一些设备，改单一设备承载为多设备分担，无疑是一种选择。但是，如何在实现同样功能的多个网络设备之间，实现一种合理的业务量的分配就成了多设备下有可能出现设备“劳苦不均”的问题。为此，借助于网络来协调每台设备“工作强度”的负载均衡机制就应运而生了。

用一种比较专业的语言来描述，负载均衡即为建立在现有网络结构之上，提供了一种廉价有效的方法。来扩展服务器带宽和增加吞吐量，以加强网络数据处理能力，提高网络的灵活性和可用性。

负载均衡的主要职责是为解决网络拥塞问题就近提供服务，实现过程与地理位置无关;为用户提供更好的访问质量，提高服务器响应速度、服务器及其它资源的利用效率，从而避免网络的关键部位出现单点失效的现象。

“切入”不同层面

对于一个网络的负载均衡的应用，一般情况下，可以从网络的不同层面“切入”。但是，到底应该从哪个层面入手，这要根据网络瓶颈所处的具体位置而具体分析。

不过，在一般情况下，普遍都是通过传输链路聚合技术、借助更高层网络交换技术和设置服务器集群策略等几个角度来实现。

传输链路聚合技术

为了满足高带宽的应用，越来越多的PC机都在使用更加快速的链路连入网络。一般情况下，网络中业务量的分布是很难平衡的，往往会出现“核心高、边缘低，关键部门高、一般部门低”的现象。

伴随计算机处理能力的大幅度提高，人们对多工作组局域网的处理能力，也相应地有了更高的要求。当企业内部对高带宽应用需求不断增大时，局域网核心部位的数据接口将产生瓶颈问题。瓶颈延长了用户应用请求的响应时间，并且局域网具有分散特性，网络本身并没有针对服务器的保护措施，一个无意的“动作”就会让服务器与网络断开。

在通常情况下，解决瓶颈问题，采用的对策大多是通过提高服务器链路的容量，来超出目前的需求。对于一些大型企业来说，采用升级技术是一种长远的、有前景的解决瓶颈问题的思路。

然而，对于许多企业而言，当需求还没有大到非要投入大量的金钱和时间进行升级时，使用升级技术就显得“不够经济”了。在这种情况下，链路聚合技术为消除传输链路上的瓶颈与不安全因素，提供了成本低廉的解决方案。

链路聚合系统增加了网络的复杂性，但是也提高了网络的可靠性，使人们可以在服务器等关键LAN段的线路上采用冗余路由。

对于IP系统，可以考虑采用VRRP(虚拟路由冗余协议)。VRRP可以生成一个虚拟缺省的网关地址，当主路由器无法接通时，备用路由器就会采用这个地址，使LAN通信得以继续。

高层交换技术

大型网络一般都是由大量专用技术设备组成的，包括防火墙、路由器、第二/三层交换机、负载均衡设备、缓冲服务器和Web服务器等。如何将这些技术设备有机地组合在一起，是一个直接影响到网络性能的关键性问题。

现在，许多交换机提供第四层交换功能，可以将一个外部IP地址映射为多个内部IP地址，对每次TCP连接请求动态，使用其中一个内部地址，达到负载均衡的目的。有的协议内部支持与负载均衡相关的功能，例如HTTP协议中的重定向能力。

均衡策略的服务器群集

一台普通服务器的处理能力只能达到每秒几万个到几十万个请求，无法在一秒钟内处理上百万个甚至更多的请求。但若能将10台这样的服务器组成一个系统，并通过软件技术将所有请求平均分配给所有服务器，那么这个系统就完全拥有每秒钟处理几百万个甚至更多请求的能力。这就是利用服务器群集实现负载均衡的最初基本设计思想。

新的解决方案是通过LSANT(Load Sharing Network Address Transfer)将多台服务器网卡的不同IP地址翻译成一个VIP(Virtual IP)地址，使得每台服务器永远处于工作状态。原来需要用小型机来完成的工作改由多台PC服务器完成，这种弹性解决方案对投资保护的作用是相当明显的。既避免了小型机刚性升级所带来的巨大设备投资，又避免了人员培训的重复投资。同时，服务运营商可以依据业务的需要随时调整服务器的数量。