负载均衡（Load Balancing）

负载均衡（Load Balancing）是一种将网络请求或计算任务分摊到多台服务器、多条链路或多个处理单元上执行的技术，目的是让资源利用更均衡、整体吞吐更高、响应更快，并避免任何一台机器被压垮。

概述

一个网站如果只靠一台服务器支撑，访问量一大就会变慢甚至宕机，而且这台机器一出故障整个服务就中断了。负载均衡的思路是在用户和后端服务器之间加一层「调度员」：用户的请求先到达负载均衡器，再由它按一定规则转发给后面的多台服务器（即服务器集群）中的一台。这样多台机器共同分担流量，单台故障时流量还能自动切到健康的机器上，通过冗余同时换来了性能和可靠性。

负载均衡既可以由专用硬件设备实现（如 F5 等商用设备），也可以由软件实现，后者在互联网公司更为普及，典型代表有 Nginx、HAProxy、LVS 等。各大云厂商也都提供开箱即用的负载均衡产品，如阿里云 SLB/CLB、腾讯云 CLB、AWS 的 ELB 等，用户挂载多台云服务器即可使用。

常见类型与调度算法

• 四层负载均衡：工作在传输层，基于 IP 和端口转发 TCP/UDP 流量，性能高，代表如 LVS。
• 七层负载均衡：工作在应用层，能根据域名、URL 路径、Cookie 等内容做精细分流，代表如 Nginx、HAProxy。
• DNS 负载均衡：通过一个域名解析到多个 IP 实现粗粒度分流，常用于跨地域调度。
• 常用算法：轮询（依次分配）、加权轮询（性能强的机器多分）、最少连接（谁最闲给谁）、IP 哈希（同一用户固定到同一台机器）等。

健康检查与会话保持

负载均衡器通常会定期对后端服务器做健康检查，发现某台机器无响应就自动把它踢出转发列表，恢复后再加回来，这是实现高可用的关键。另一个常见需求是会话保持：像登录状态这类信息如果只存在某台服务器上，就需要让同一用户的请求始终落到同一台机器，或者把会话集中存到 Redis 等共享存储中解决。

常见问题

问：负载均衡和 CDN 有什么区别？答：CDN 把静态内容缓存到离用户更近的边缘节点，解决的是「距离」问题；负载均衡把请求分摊到多台源站服务器，解决的是「单机扛不住」的问题。两者经常配合使用。

问：小网站需要负载均衡吗？答：访问量不大、单台服务器足够时通常不需要。当单机性能到达瓶颈，或者希望服务器故障时业务不中断，就该考虑加负载均衡和多台后端。

问：Nginx 反向代理就是负载均衡吗？答：反向代理是转发请求的机制，当 Nginx 把请求转发给多台后端（upstream 配多个服务器）并按算法分配时，它就同时充当了七层负载均衡器。