什么是负载均衡？不就是加台服务器嘛！
你是小阿巴，刚刚开发上线了自己的第一个网站。前几天只有几个人访问，网站运行得稳稳当当。
你得意地想：做网站也太简单了吧！
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结果一周后，某知名博主 “鱼蛋” 不小心推广了 你的网站，突然来了 1 万个用户同时访问，直接把你的网站服务器冲爆了！
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你急得满头大汗，赶紧向号称 “后端之狗” 的鱼皮求救。
你：鱼皮 gie gie 救命啊！
鱼皮了解情况后，淡定地说：加服务器。
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你恍然大悟：对哦，我买 3 台服务器，就有 3 个不同的 IP 地址了。只要让用户自己选择访问哪一台，就能分摊流量压力啦！
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鱼皮笑了：但如果用户并不知道这些 IP 地址呢？
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你挠了挠头：对啊，这可咋办！
鱼皮：这就要请出我的朋友 LB 了。
你一脸疑惑：LB 是啥？老板？链表？老鸨？
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⭐️ 推荐观看视频版，有动画更容易理解：https://bilibili.com/video/BV1e92eBTEkL
第一阶段：认识负载均衡
鱼皮：LB 是指 负载均衡（Load Balancer），它就像一个 “交通指挥中心”。车辆来了，不是自己随便选道路，而是由指挥中心统一调度走哪条路线，避免某条路堵死、其他路却空着。
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对于你的问题，你需要一台 反向代理服务器（负载均衡器），对外提供唯一的访问入口，统一接收所有用户的请求；再根据一定的规则，把请求分配给后端的多台服务器来实际处理，这样每台服务器的压力就小很多了。
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你眼前一亮：原来如此，通过负载均衡，用户只需要访问同一个域名，完全不用关心我的网站背后有几台服务器，我可以使劲加服务器来提高网站的并发量。
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鱼皮：不错，而且负载均衡器会实时监测后端服务器的健康状态。如果发现某台服务器挂了，就不再把流量分给它，自动切换到其他健康的服务器，保证用户访问不受影响。
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此外，负载均衡器在实际使用中，还常常承担一些额外的职责。比如 SSL 卸载，让负载均衡器统一处理 HTTPS 的加密解密，后端服务器就不用每台都配置证书了，省事儿又减压。
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第二阶段：怎么实现负载均衡？
你很是激动：哇，听起来很厉害啊！那我用什么来做负载均衡呢？
鱼皮：像 Nginx、HAProxy 等高性能网关软件都支持负载均衡功能。比如使用 Nginx，只需要写下这样一段配置：
upstream backend {
server 192.168.1.10;
server 192.168.1.11;
server 192.168.1.12;
}
location / {
proxy_pass http://backend;
}由 3 台服务器组成了一个集群，Nginx 会自动把收到的请求分配给它们。
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你开心了：这么简单，爽爽爽！我这就去实现~
于是你成功配置好了 Nginx 负载均衡，这下网站不崩了，用户访问也更顺畅了。
你得意地想：负载均衡不过如此，傻子都能学会哈哈哈哈哈哈！
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第三阶段：负载均衡也扛不住了咋办？
一个月后，你的网站又不小心被一个更知名的博主 “驴皮” 分享了，瞬时用户量暴增到几十万，竟然把你部署 Nginx 的服务器都给冲爆了！
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你慌了：呜啊，这破 Nginx 接不住这破天的富贵，怎么办啊！
难道再加一个 Nginx 来给 Nginx 做负载均衡？但这不是套娃吗？照样扛不住啊！
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鱼皮：别慌！负载均衡不是只有一种，根据网络层次可以分很多类。
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刚才你用的 Nginx，其实是 七层负载均衡。它工作在应用层，可以根据 HTTP 请求的内容（比如 URL 路径、Cookie、请求头等）进行转发。
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它的优点是最灵活、成本最低，大多数中小型网站用它就够了；但是一般单机只能支撑几万到十几万并发。
如果想更进一步增加并发，可以用 四层负载均衡。它工作在传输层，只根据 IP 地址和端口号进行转发，不关心 HTTP 请求的具体内容。
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正因如此，它的性能很高，能支撑几十万甚至上百万并发。
常用的实现方案是 LVS （Linux Virtual Server，Linux 虚拟服务器），它通过修改网络数据包的地址信息（IP 或 MAC），把请求转发到不同的服务器，速度极快。适用于某宝、某东这种级别的大型网站。
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你：那有没有更厉害的？我担心自己的网站一不小心成为国民级应用。
鱼皮：当然！还有二层和三层负载均衡。或者利用专业的硬件设备做负载均衡，比如性能极高的 F5，但价格也极高，入门级的设备都要十几万。
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你大为震惊：哎呀，这我可买不起了呀……
鱼皮：快醒醒吧，这种硬件负载均衡主要用于金融、电信等大型企业，咱们一般用不到。
你突然想到：对了，我听说有些大公司会用 DNS 来做负载均衡，这算是哪一层呢？
鱼皮：问得好，DNS 负载均衡 比较特殊。它严格来说属于应用层，但工作原理和前面讲的都不太一样。
传统负载均衡是用户请求已经到达服务器后再分配，而 DNS 负载均衡是在用户浏览器查询域名对应的 IP 地址时，DNS 服务器就根据策略（如地域、负载）返回不同的服务器 IP，从而实现流量分配。
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它的优点是实现简单、成本低，适合做全球流量分配，比如国内用户访问国内服务器，海外用户访问海外服务器。
缺点是不够灵活，而且 DNS 有缓存，改了配置不能立即生效。
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第四阶段：负载均衡算法
你点点头：那我还是老老实实用七层和四层负载均衡吧。对了，负载均衡器怎么知道把请求分给哪台服务器呢？
鱼皮：这就要靠 负载均衡算法 了，算法分两大类 —— 静态算法和动态算法。
静态算法就是按照固定的规则分配。
1）首先是最简单的轮询算法（Round Robin）。就像发扑克牌一样，一张一张轮着来（第一个请求给服务器 A，第二个给服务器 B，第三个给服务器 C，然后又回到服务器 A），发完一轮再来一轮。
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看起来很公平，但如果服务器性能不一样，有的很闲、有的很忙，怎么办？
2）加权轮询（Weighted Round Robin） 就能解决这个问题，你可以给性能高的服务器设置更高的权重，让它处理更多请求。
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你：等等，如果用户第一次请求分配到服务器 A 并保存了登录态，第二次请求分配到服务器 B，登录态不就丢失了么？
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鱼皮：没错，能想到这点的你非常棒！
3）我们可以用 IP 哈希（Hash）算法来解决这个问题。根据用户的 IP 地址计算一个哈希值，然后分配到对应的服务器。这样同一个用户的请求总是会分配到同一台服务器，登录态就不会丢了。
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不过 IP Hash 也有缺点，如果很多用户来自同一个大局域网，可能会导致流量分配不均哦，所以现在主流还是用 Redis 做共享 Session。这也是面试时的一个考点（Session 一致性问题的解决方案）。
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鱼皮：动态算法更灵活，会根据服务器的实时状态来分配请求。
1）最少连接（Least Connections）：哪台服务器当前连接数最少、最闲，就优先把请求分给谁。
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2）最快响应（Least Response Time）：哪台服务器的响应速度最快、干活最麻利，就优先把请求分给谁。
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小阿巴：这么多算法，记不住啊！哪个最常用啊？
鱼皮笑道：算法千千万，轮询占一半。实际工作中，大部分场景用轮询或加权轮询就够了。
第五阶段：其他重要知识点
你：那负载均衡器怎么知道后端服务器是否健康呢？
鱼皮：这就是 健康检查 机制。负载均衡器会定期（比如每隔几秒）向后端服务器发送心跳请求，检查服务器是否正常响应。
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如果连续多次失败，就认为这台服务器挂了，自动把它从服务器列表中剔除。等服务器恢复后，再自动添加回来。
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你：哇，就像医院里的护士定时查房一样，太贴心了吧！
等等，负载均衡器能监测后端服务器、替它们分摊压力，但是万一负载均衡器自己挂了怎么办？
鱼皮：问得好，这就是负载均衡的 高可用 问题。
解决办法是部署多个负载均衡器，采用主从模式。主负载均衡器正常工作，从负载均衡器随时待命。它们之间会互相发送心跳包，并共享一个虚拟 IP 地址（VIP）。
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一旦从节点发现主节点没有回应了，就接管这个虚拟 IP，用户访问的还是同一个 IP 地址，所以毫无感知。
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结尾
你感慨道：哇，原来负载均衡有这么多学问！作用、分类、算法，学到了学到了~
那…… 我现在算是负载均衡专家了吧？！
鱼皮从裤兜里掏出两个硬币砸到你的头上：想啥呢？！你现在只是了解了负载均衡的思想，但是实际开发中还有很多玩法。对了，我之前在 编程导航 分享过一个 Nginx 学习路线，建议你系统学习一下。
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你虚心地点点头：好的，狗鱼皮！
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