網站架構探索(3)---負載均衡的方式 王澤賓

    在上一篇介紹了cdn的一些原理和概念，以及提供cdn基礎網絡服務的途徑。cdn看起來對於靜態內容的，比如html,js,image是非常合適的，通過cdn的部署，用戶只需要一跳就可以訪問到網站的內容。那對於動態內容怎麼辦呢？我回答一下：
    動態內容按照存在形態可以分爲三類。
    第一類：內容長時間不需變化，這類內容一般是通過網頁靜化技術，實現動態內容轉換成靜態內容，從而達到cdn部署，典型的就是內容類網站，比如新浪、搜狐、網易等等的內容發佈系統cms，內容的增刪改等管理工作被準實時同步到各個節點。
    第二類：內容可能會短時間內發生變動，但是最終會穩定。比如論壇、博客等應用，這類服務提供的內容按照一定的時間間隔，實現批量靜化，當然也有實時靜化，像Mop的大雜燴、網易社區就是使用了這樣的策略。
第三類：內容會實時變化，非常個性化。比如郵箱應用，這類服務提供的內容無法實現靜化，只能通過實行分區域部署和負載均衡等手段進行優化。
    對於提供cdn服務的廠商來講，靜態內容的cdn自然沒有問題，對於第三類服務，只能從通信鏈路層進行相應的優化。
    對於很多網站的僞靜化，有的出於Seo的考慮，有的出於安全性的考慮，手段基本上是rewrite Url。它只不過是一種外在的表現形式，與Html靜化是兩回事，它依然是一種動態內容。

1. 負載均衡的分類
    負載均衡技術在網站運營過程中應用非常普遍，技術也很成熟。負載均衡技術按照軟硬件形式分爲軟均衡和硬均衡。軟均衡就是基於軟件技術的均衡，硬均衡是基於硬件技術的均衡；
    按照網絡協議劃分又分爲四層均衡和七層均衡。四層均衡就是基於OSI網絡層的數據均衡，七層均衡是基於OSI應用層的數據均衡。
    各種均衡方式在大型網站中均有采用，而且大多數情況下，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，一般用在網站最前端。你可以做個試驗，在dos命令行中運行nslook命令。比如：nslookup www。163。com，你會看到命令給出了一堆解析後的IP地址。這些地址就是www。163。com這個域名綁定的多條A記錄。我們從瀏覽器發起的訪問請求[url]http://www.163.com/[/url]，那麼你輸入的域名首先需要經過DNS服務器進行解析，Dns服務器的解析的過程就是按照A記錄的順序，依次分配IP地址。Dns輪詢方式實現均衡就是利用這個原理，在一個域名下面綁定N個IP地址，訪問請求被均衡到不同的設備。Dns輪詢方式提供的IP地址，在大型網站中往往是一個集羣的地址，可能是均衡交換機也可能是均衡服務器。對於小網站的話，掛接多臺服務器也沒有問題。

   DNS輪詢均衡的優點：
  1、零成本：只是在Dns服務器上綁定幾個A記錄，域名註冊商一般都提供；
  2、部署簡單：就是在網絡拓撲進行設備擴增，然後在Dns服務器上添加記錄。
  DNS輪詢均衡的缺點：
  1、流量分配不均：Dns解析過程其實環節很多，而且是一種層層緩存的機制，你的dns服務器雖然進行更新，但是客戶機、以及網絡上其它的dns服務器不會實時更新，所以流量很難保證100%的平均。目前，dns服務器都提供了多種手段可以調整dns輪詢分配的策略，但是確實無法保證很完美的均衡。
  2、健康檢查：Dns服務器中A記錄地址中的某一臺服務器宕機，DNS服務器是無法知道的，仍舊會將訪問分配到此服務器。所以需要人員或者工具進行實時檢測，在某臺機器宕機之後，把備份機推上生產線，如果想要從A記錄地址摘除某個地址，這個通知過程需要幾個小時甚至更久才能擴散到所有的客戶機。

Dns輪詢方式推到服務的最前端還是很有效的，它通過最原始的方式，把訪問用戶映射到不同的服務集羣上。對於大型網站來講，對外服務的IP地址是不可能經常變動的，而且後端的集羣一旦宕掉，可以迅速推上冗餘集羣。再加上，一般都是經過CDN部署，服務被拆分到各個局部，所以在運營過程中不會產生太大的影響。

3. OSI七層模型
我們接下來講講七層均衡。要理解四七層均衡的原理，就先要回憶一下大學課本里學的網絡七層模型(OSI)。
OSI是一個開放性的通行系統互連參考模型，他是一個定義的非常好的協議規範。OSI模型有7層結構，每層都可以有幾個子層。
OSI七層模型是一個很好的理論模型，但是在實際應用中都做了裁剪。尤其是TCP/IP的盛行，把7層結構壓成了4層，
所以很多人都批評OSI七層模型過於複雜，但是作爲一個完整的全面的網絡模型，還是被大家非常認可的。OSI的7層從上到下分別是應用層、表示層、會話層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層、物理層。
7層的功能描述：
（1）應用層：與其他計算機進行通訊的一個應用，它是對應應用程序的通信服務的。例如，一個沒有通信功能的字處理程序就不能執行通信的代碼，從事字處理工作的程序員也不關心OSI的第7層。但是，如果添加了一個傳輸文件的選項，那麼字處理器的程序員就需要實現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據格式及加密。例如，FTP允許你選擇以二進制或ASII格式傳輸。如果選擇二進制，那麼發送方和接收方不改變文件的內容。如果選擇ASII格式，發送方將把文本從發送方的字符集轉換成標準的ASII後發送數據。在接收方將標準的ASII轉換成接收方計算機的字符集。示例：加密，ASII等。
（3）會話層：他定義瞭如何開始、控制和結束一個會話，包括對多個雙向小時的控制和管理，以便在只完成連續消息的一部分時可以通知應用，從而使表示層看到的數據是連續的，在某些情況下，如果表示層收到了所有的數據，則用數據代表表示層。示例：RPC，SQL等。
（4）傳輸層：這層的功能包括是否選擇差錯恢復協議還是無差錯恢復協議，及在同一主機上對不同應用的數據流的輸入進行復用，還包括對收到的順序不對的數據包的重新排序功能。示例：TCP，UDP，SPX。
（5）網絡層：這層對端到端的包傳輸進行定義，他定義了能夠標識所有結點的邏輯地址，還定義了路由實現的方式和學習的方式。爲了適應最大傳輸單元長度小於包長度的傳輸介質，網絡層還定義瞭如何將一個包分解成更小的包的分段方法。示例：IP,IPX等。
（6）數據鏈路層：他定義了在單個鏈路上如何傳輸數據。這些協議與被討論的歌種介質有關。示例：ATM，FDDI等。
（7）物理層：OSI的物理層規範是有關傳輸介質的特性標準，這些規範通常也參考了其他組織制定的標準。連接頭、針、針的使用、電流、電流、編碼及光調製等都屬於各種物理層規範中的內容。物理層常用多個規範完成對所有細節的定義。示例：Rj45，802.3等。