1.負載均衡
負載均衡：將負載(大量請求)均勻的、平衡的分攤到多個服務節點上進行處理。
實現負載均衡有很多種手段，例如：DNS、硬件負載均衡設備、Nginx反向代理、LVS。
1.1.DNS
DNS：Domain Name System，域名系統，更加專業的名字爲域名解析系統。
域名解析系統部署在DNS服務器上，提供域名解析服務。
簡單來說，域名解析就是將一個域名解析成多個ip地址。
如下圖是通過某個域名解析網站對www.baidu.com的解析結果：
最早的負載均衡就是利用搭建本地DNS服務器實現的，實現方式簡單易懂，爲同一個主機名分配多個映射 ，可採用輪循，隨機等方式分配請求。
作爲負載均衡的缺點
DNS中有緩存，但是如果機器出現故障，緩存不能及時更新。
此時，如果訪問域名，返回的IP可能是一個正在故障的IP地址，最終導致所有訪問該IP的請求都發送故障。
1.2.F5
硬件負載均衡設備又叫負載均衡器（Load Balancer），通常作爲獨立硬件存在。
負載均衡設備擁有非常好的負載均衡性能，他擁有衆多的負載均衡策略（權重，動態比率，最快模式，最小連接數等），可以保證以相對較優的方式分配請求。
常見的負載均衡器有：F5、BIGIP。
一臺負載均衡器的售價往往高達十幾萬甚至幾十萬，許多企業並不願意爲它買單。
1.3.Nginx反向代理
反向代理：服務器根據客戶端的請求，從其關聯的一組或多組後端服務器上獲取資源，然後再將這些資源返回給客戶端，客戶端只會得知反向代理的IP地址，而不知道在代理服務器後面的服務器簇的存在。
可以通過Nginx服務器的反向代理功能實現負載均衡。
爲什麼叫反向代理呢？與正向代理有什麼區別呢？可以通過下面的描述簡單理解：
- 代理訪問網絡有三個角色：客戶端、代理、服務器。
- 正向代理舉例：翻牆軟件。反向代理舉例：Nginx負載均衡。
- 無論正向還是反向，代理訪問網絡的基本流程：客戶端—>代理—>服務器。
- 兩者關鍵區別：代理服務器的代理對象。
- 正向代理中的代理是代替客戶端去訪問服務器。
- 反向代理中的代理是代替服務器去應對客戶端的訪問。
下面用一張圖來簡單描述兩者區別：
1.4.LVS
LVS是章文嵩博士在1998年5月成立的自由軟件項目，現在已經是Linux內核的一部分。
LVS實現負載均衡有多種，下面就其中的NAT和DR兩種方式進行簡單的描述。
更多關於LVS的內容請自行了解。
NAT
- 客戶端發出用戶請求。此時，請求報文的源IP爲CIP，目標IP爲VIP。
- 請求報文到達LVS，LVS修改數據包的目標IP爲RIP。此時，請求的報文源IP爲CIP，目標IP爲RIP。
- 請求報文根據
目標IP=RIP發送到後端服務器。 - 服務器處理完請求邏輯，開始構建響應報文回覆給
LVS。此時，請求的報文源IP爲RIP，目標IP爲CIP。 - 響應報文到達LVS，LVS修改數據包的源IP爲VIP。此時，請求的報文源IP爲VIP，目標IP爲CIP。
- 響應報文返回至客戶端。
DR
- 客戶端發出用戶請求。此時，請求報文的源IP爲CIP，目標IP爲VIP。
- 請求報文到達LVS，LVS將數據包的源MAC修改爲DIPMAC，目標MAC修改爲RIPMAC。此時，請求的報文源IP爲CIP，目標IP爲VIP。
- 請求報文根據
目標MAC=RIPMAC發送到後端服務器。 - 服務器處理完請求邏輯，開始構建響應報文回覆給客戶端。此時，請求的報文源IP爲VIP，目標IP爲CIP。
- 響應報文通過虛擬網絡接口lo傳送至物理網絡接口eth0之後發出，最終返回至客戶端。
2.四層負載均衡與七層負載均衡
負載均衡的分層是針對OSI網絡模型來說的，負載均衡模型也不僅僅只有四層和七層的。
下面先給出OSI網絡模型架構：
根據上述模型，可以快速瞭解負載均衡的分層：
- 二層負載均衡：基於虛擬MAC與真實MAC的地址互聯。
- 三層負載均衡：基於虛擬IP與真實IP的地址互聯。
- 四層負載均衡：基於三層的IP加四層的PORT進行虛擬與真實互轉，期間也記錄四層的UDP和TCP信息。
- 七層負載均衡：基於六層的URL進行地址互轉，分析URL得到對應的七層HTTP等信息。
3.CDN
CDN的全稱是Content Delivery Network，即內容分發網絡。
CDN是構建在現有網絡基礎之上的智能虛擬網絡，依靠部署在各地的邊緣服務器，通過中心平臺的負載均衡、內容分發、調度等功能模塊，使用戶就近獲取所需內容，降低網絡擁塞，提高用戶訪問響應速度和命中率。
CDN的關鍵技術主要有內容存儲和分發技術。
簡單來說，CDN存儲一些靜態資源爲其附近的用戶提供所需內容。
可以通過下圖來簡單理解CND。
- CDN不是一天服務器，而是一個服務器網絡，這些服務器節點分佈在各地。
- CDN存儲的一般都是靜態資源，就是指不會因爲用戶請求而發生改變的內容，如CSS、HTML、圖片等等。
- CDN服務器可以在用戶請求後緩存靜態資源，也可以主動抓取主服務器靜態資源。
- 用戶訪問網絡資源時，服務會根據其地理位置，爲其選擇距離較近的CDN服務器提供靜態資源服務。