隨著在線用戶(hù)的急劇增加，企業(yè)無(wú)法承受其網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器超載的后果。緩慢、故障網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)對(duì)您的業(yè)務(wù)服務(wù)產(chǎn)生負(fù)面影響，并導(dǎo)致最終用戶(hù)體驗(yàn)不佳。要解決此問(wèn)題，您可以將 CDN 服務(wù)與負(fù)載平衡技術(shù)結(jié)合起來(lái)，以減少延遲、輕松分配流量并平穩(wěn)運(yùn)行整個(gè)操作。

CDN 和負(fù)載均衡器對(duì)于分發(fā)云原生應(yīng)用程序都非常有效。它們?cè)诒ＷC最終用戶(hù)和應(yīng)用程序之間的流暢操作方面占據(jù)了很大的位置。CDN 和負(fù)載均衡器結(jié)合在一起可以更有效地交付內(nèi)容，并且可以更快地獲得理想的結(jié)果。CDN 通過(guò)從最近的服務(wù)器向用戶(hù)提供信息來(lái)有效地減少延遲，而負(fù)載平衡在不同的服務(wù)器之間均勻分配流量，因此一臺(tái)特定服務(wù)器上沒(méi)有負(fù)載。在下面的文章中，我們將討論 CDN 和負(fù)載平衡的工作原理

CDN的工作

顧名思義，內(nèi)容交付網(wǎng)絡(luò)或 CDN 是跨多個(gè)地理位置的服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)的目的是從最接近其位置的服務(wù)器向最終用戶(hù)快速傳送數(shù)據(jù)。內(nèi)容交付網(wǎng)絡(luò)的工作基于這樣一個(gè)事實(shí)，即當(dāng)最終用戶(hù)嘗試從遠(yuǎn)離其位置的服務(wù)器訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)，有時(shí)會(huì)遇到傳輸延遲或時(shí)間延遲。這是因?yàn)槊看蜗蚍?wù)器發(fā)送請(qǐng)求時(shí)，它都必須經(jīng)過(guò)多次躍點(diǎn)才能到達(dá)目的地。例如，如果德克薩斯州的用戶(hù)試圖訪問(wèn)華盛頓特區(qū)的服務(wù)器，則數(shù)據(jù)必須長(zhǎng)距離傳輸。

在 CDN 下，主服務(wù)器連接到分布在多個(gè)地理區(qū)域的服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)被復(fù)制到所有服務(wù)器，因此當(dāng)用戶(hù)嘗試訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)，它會(huì)被定向到最近的服務(wù)器。存儲(chǔ)在主服務(wù)器上的數(shù)據(jù)會(huì)不斷復(fù)制到所有 CDN 服務(wù)器，以確保更快的響應(yīng)以及數(shù)據(jù)復(fù)制，以防主服務(wù)器上的數(shù)據(jù)丟失。當(dāng)需要快速傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，內(nèi)容交付網(wǎng)絡(luò)非常有用。

以下是 CDN 用于更智能內(nèi)容交付的一些技術(shù)

路徑映射

將路徑映射到后端內(nèi)容服務(wù)器（上游服務(wù)器）稱(chēng)為路徑映射。路徑映射是一種映射 URL 部分以從后端服務(wù)器（在反向代理場(chǎng)景中通常稱(chēng)為上游服務(wù)器）獲取數(shù)據(jù)的方法。讓我們通過(guò)一個(gè)例子更好地理解這一點(diǎn)

源代理路徑是“/”，源 IP 地址是 12.34.56.78 因此，借助路徑映射，我們可以映射并從托管的不同源中提取數(shù)據(jù)12.34.56.78 在路徑映射的幫助下，多個(gè)源可以與不同的源服務(wù)器一起使用（也可以負(fù)載均衡）。

別名

Alias 允許您創(chuàng)建通用子域，即使您將 CNAME 記錄指向不同的 URL，您也可以保留相同的 URL。例如，如果您的網(wǎng)站的域名是 sample.net，您可以為同一網(wǎng)站注冊(cè)另一個(gè)域名 - sample.com，并將其指向 sample.net 的位置。

什么是負(fù)載均衡？

負(fù)載平衡是一種技術(shù)，其中入站流量分布在多個(gè)服務(wù)器上，從而減少了一個(gè)特定服務(wù)器上的負(fù)載。當(dāng)數(shù)百名用戶(hù)同時(shí)請(qǐng)求訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)，任何一臺(tái)服務(wù)器都很難跟上并以最佳速度持續(xù)提供高質(zhì)量的視頻、照片、文本、應(yīng)用程序數(shù)據(jù)等。這會(huì)導(dǎo)致速度緩慢和滯后，這可能會(huì)直接影響您的業(yè)務(wù)。使用負(fù)載平衡，您可以將網(wǎng)絡(luò)流量重定向到服務(wù)器池中的特定服務(wù)器，幫助防止任何一臺(tái)服務(wù)器承載過(guò)多負(fù)載并最終優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)可用性和響應(yīng)能力。

您可以部署各種負(fù)載平衡技術(shù)來(lái)平衡 Web 服務(wù)器。Web 服務(wù)器既可以是基于硬件的，也可以是基于軟件的。硬件負(fù)載平衡器有些帶有專(zhuān)有硬件和軟件。軟件負(fù)載平衡器可以安裝在您的服務(wù)器上。

負(fù)載均衡器的工作

第 1 步：負(fù)載均衡器通常是在所有客戶(hù)端都連接并發(fā)出請(qǐng)求的服務(wù)器上運(yùn)行的軟件代碼。負(fù)載均衡器接受客戶(hù)端請(qǐng)求并執(zhí)行進(jìn)一步操作。

第 2 步：負(fù)載均衡器識(shí)別可用的后端服務(wù)器、其當(dāng)前負(fù)載和額外的請(qǐng)求處理能力。在這里，負(fù)載均衡器使用各種負(fù)載均衡技術(shù)之一來(lái)處理請(qǐng)求。（負(fù)載平衡技術(shù)將在本文后面討論。）

第 3 步：一旦負(fù)載均衡器識(shí)別出特定的后端服務(wù)器，它將請(qǐng)求傳遞到所需的服務(wù)器進(jìn)行處理。后端服務(wù)器處理請(qǐng)求并將信息傳遞給負(fù)載均衡器。

第 4 步：一旦請(qǐng)求被處理并到達(dá)負(fù)載均衡器，它會(huì)將處理后的信息傳遞給客戶(hù)端。

下圖可以幫助您更好地了解負(fù)載均衡器的工作原理

整個(gè)過(guò)程如果以高效的方式以最少的處理時(shí)間執(zhí)行，最終用戶(hù)永遠(yuǎn)不會(huì)知道后臺(tái)發(fā)生的事情，從而為用戶(hù)提供最佳體驗(yàn)。??

以下是我們用于負(fù)載平衡的三種技術(shù)

循環(huán)賽

當(dāng)多個(gè)服務(wù)器連接在一個(gè)集群中時(shí)，請(qǐng)求將按順序發(fā)送到服務(wù)器。將單個(gè)域名分配給彼此連接的服務(wù)器。這些服務(wù)器中的每一個(gè)都提供了一個(gè)唯一的 IP 地址。DNS 具有與該域名關(guān)聯(lián)的所有 IP 地址的列表。當(dāng)負(fù)載均衡器上發(fā)生對(duì)域名的請(qǐng)求時(shí)，負(fù)載均衡器按順序?qū)⒄?qǐng)求發(fā)送到服務(wù)器集群。

最少的連接

服務(wù)器同時(shí)處理多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接。在這種負(fù)載平衡方法中，負(fù)載平衡器將 HTTP 請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到集群中處理最少連接的服務(wù)器。這是通過(guò)計(jì)算每個(gè)服務(wù)器的計(jì)算能力和負(fù)載來(lái)確定的。

IP 哈希

在這種類(lèi)型的負(fù)載均衡中，IP 地址是轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求的決定因素。在算法的幫助下，負(fù)載均衡器使用源 IP 地址和目標(biāo) IP 地址生成唯一的哈希密鑰。此密鑰用于在客戶(hù)端和服務(wù)器之間建立唯一連接。如果用戶(hù)斷開(kāi)連接，用戶(hù)可以使用密鑰重新連接到服務(wù)器上的同一會(huì)話。一般在用戶(hù)突然斷開(kāi)連接后需要連接到同一個(gè)會(huì)話時(shí)使用。

負(fù)載平衡的使用

改進(jìn)的可擴(kuò)展性

隨著流量的突然激增，您的服務(wù)器將面臨處理過(guò)多流量并最終崩潰的困難。負(fù)載平衡可以重新引導(dǎo)跨多個(gè)服務(wù)器的流量，并以更簡(jiǎn)單的方式輕松管理不斷增加的流量。

減少停機(jī)時(shí)間

負(fù)載平衡技術(shù)允許您將任何服務(wù)器脫機(jī)以進(jìn)行維護(hù)，并且當(dāng)服務(wù)器脫機(jī)時(shí)，它可以將流量引導(dǎo)到其他資源而無(wú)需任何停機(jī)時(shí)間。通過(guò)這種方式，您可以減少停機(jī)時(shí)間、保持正常運(yùn)行時(shí)間并提高性能。

減少故障

如果硬件/軟件故障導(dǎo)致服務(wù)器下線，負(fù)載均衡器會(huì)及時(shí)檢測(cè)到故障，并可以通過(guò)將資源重新分配到其他不受影響的區(qū)域來(lái)繞過(guò)檢測(cè)到的故障，從而將中斷降至最低。

冗余

通過(guò)實(shí)施負(fù)載平衡，您可以實(shí)現(xiàn)冗余。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)流量被發(fā)送到兩臺(tái)或多臺(tái)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器并且一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，負(fù)載均衡器將自動(dòng)將流量轉(zhuǎn)移到其他工作服務(wù)器。使用負(fù)載均衡器，您可以維護(hù)多個(gè)服務(wù)器，并且可以確保即使硬件出現(xiàn)故障，工作服務(wù)器也將始終在線以處理站點(diǎn)流量。

概括

負(fù)載平衡是分配傳入網(wǎng)絡(luò)流量的技術(shù)。使用 CDN 和負(fù)載均衡器，您可以設(shè)置構(gòu)成服務(wù)器場(chǎng)或服務(wù)器池的多臺(tái)服務(wù)器，以提高效率并減少停機(jī)時(shí)間。今天的許多企業(yè)正在使用這兩種技術(shù)的組合，因?yàn)樗鼛?lái)了許多優(yōu)勢(shì)。CDN 和負(fù)載均衡器一起高效地幫助流量以最佳方式到達(dá)目的地。他們不僅可以?xún)?yōu)化交付，還可以最大限度地提高網(wǎng)站和應(yīng)用程序的速度。這兩種技術(shù)都可以出于可擴(kuò)展性目的和高效分發(fā)目的而實(shí)施。