负载均衡是现代高并发、高可用分布式架构的基石,其核心价值在于通过将传入的网络流量智能分发到后端多个服务器上,从而消除单点故障、提升系统吞吐量并确保用户体验的流畅性,作为流量入口的“守门员”,负载均衡程序不仅决定了系统的处理能力上限,更是保障业务连续性的关键防线。
核心机制与流量分发策略
负载均衡的高效运作依赖于精准的调度算法和实时的健康检查,在调度算法层面, 轮询 是最基础的策略,按顺序逐一分配请求,适合服务器性能一致的场景;而 加权轮询 则根据硬件配置分配权重,确保高性能服务器承担更多流量,实现资源利用率最大化,针对长连接业务, 最少连接 算法更为适用,它总是将请求导向当前连接数最少的服务器,有效防止因连接堆积导致的性能倾斜。 源地址哈希 算法通过计算客户端IP的哈希值来分配服务器,能够确保同一用户始终访问同一台服务器,为会话保持提供了基础支持。
健康检查机制是负载均衡程序具备“自我治愈”能力的关键,程序会定期向后端服务器发送探测报文(如TCP握手或HTTP请求),一旦发现某台节点响应超时或返回错误码, 立即将其自动剔除 出转发列表,待服务恢复后再重新加入,这种动态感知能力,使得系统在面对局部故障时能够实现无缝切换,对外表现为零感知的高可用性。
四层与七层负载均衡的技术深度
根据OSI网络模型,负载均衡可分为四层(传输层)和七层(应用层),两者在技术实现与适用场景上有着本质区别。
四层负载均衡 工作在传输层,基于IP地址和端口进行转发,它通过修改报文中的IP地址和端口信息(如NAT模式)将流量路由至后端,只负责数据的搬运,而不解析具体内容,四层负载均衡(如LVS、F5)具有极高的性能,能够处理百万级并发,是系统架构的第一道防线,适合处理需要超高吞吐量的静态数据或非HTTP协议流量。
七层负载均衡 则工作在应用层,能够解析HTTP、HTTPS等协议内容,它可以根据URL、Header、Cookie等应用层信息进行更精细化的流量路由,将图片请求分发至静态服务器,将API请求分发至逻辑计算服务器,虽然七层代理(如Nginx、HAProxy)因解析内容而消耗更多CPU资源,但其 灵活的流量控制能力 是现代微服务架构不可或缺的,能够实现基于内容的灰度发布和A/B测试。
主流技术选型与架构演进
在构建生产级架构时,通常采用“软硬结合”或“多层混合”的策略,对于追求极致性能且预算充足的企业,硬件负载均衡器(如F5 BIG-IP)凭借专用ASIC芯片的加速能力,依然是大型数据中心的优选,随着开源技术的成熟, 软件定义的负载均衡 已成为主流趋势。
在技术选型上,凭借其抗负载能力强、工作在内核层的特点,常被用作架构的最外层入口;则凭借强大的七层代理功能和丰富的配置模块,作为第二层代理,负责虚拟主机配置、SSL卸载和请求过滤;则在四层和七层转发上表现均衡,且拥有出色的健康检查和监控页面,一个经典的高可用架构组合是: LVS(DR模式)+ Keepalived + Nginx ,LVS负责扛住海量并发流量并转发给Nginx集群,Nginx负责解析业务逻辑并分发至后端应用服务器,Keepalived负责监控LVS主备节点的状态,实现VIP漂移,确保入口层的高可用。
进阶解决方案与云原生趋势
在复杂的业务场景中,单纯的流量分发已无法满足需求,需要引入更专业的解决方案,针对HTTPS加密流量,负载均衡器通常配置 SSL卸载 功能,在入口处完成SSL握手和解密,将繁重的加解密任务从前端移除,减轻后端服务器的CPU压力。
针对微服务架构下的服务发现问题,传统的静态配置已显僵化,在云原生时代,负载均衡正逐渐向 Service Mesh(服务网格) 演进,通过Sidecar代理模式,流量治理逻辑(如重试、熔断、限流)下沉到基础设施层,实现了业务逻辑与流量控制的完全解耦。 全局负载均衡(GSLB) 解决了跨地域容灾问题,通过智能DNS解析,将用户引导至地理位置最近或健康状态最好的数据中心,实现了真正的全球多活架构。
相关问答
Q1:四层负载均衡和七层负载均衡在实际应用中应该如何选择? 选择主要基于业务需求,如果您的业务需要处理极高的并发量(如视频流、大文件下载),且不需要根据URL或Header进行路由,那么四层负载均衡(如LVS)是最佳选择,因为它性能最强,如果您的业务是Web服务,需要根据域名、路径进行分发,或者需要实现会话保持、灰度发布等复杂功能,那么必须选择七层负载均衡(如Nginx、HAProxy),在生产环境中,通常采用“四层做入口抗并发,七层做细分控流量”的混合架构。
Q2:负载均衡器如何解决会话保持问题? 主要有三种方式,第一种是 IP哈希 算法,让同一IP的请求始终落在同一台服务器,但这可能导致负载不均,第二种是 插入Cookie ,由负载均衡器写入会话标识,保证粘性会话,第三种也是推荐的最佳实践, 使用共享存储(如redis)存储Session ,将状态与服务器解耦,这样负载均衡器可以随意分发请求,任何服务器都能从共享存储中获取用户状态,既实现了负载均衡又保证了会话连续性。
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您当前的企业架构中采用的是硬件负载均衡还是开源软件方案?在应对突发流量高峰时,您的负载均衡策略是否遇到过瓶颈?欢迎在评论区分享您的架构实践经验与独到见解。
硬件防火墙怎么配置
一般来说,硬件防火墙的例行检查主要针对以下内容:1.硬件防火墙的配置文件不管你在安装硬件防火墙的时候考虑得有多么的全面和严密,一旦硬件防火墙投入到实际使用环境中,情况却随时都在发生改变。 硬件防火墙的规则总会不断地变化和调整着,配置参数也会时常有所改变。 作为网络安全管理人员,最好能够编写一套修改防火墙配置和规则的安全策略,并严格实施。 所涉及的硬件防火墙配置,最好能详细到类似哪些流量被允许,哪些服务要用到代理这样的细节。 在安全策略中,要写明修改硬件防火墙配置的步骤,如哪些授权需要修改、谁能进行这样的修改、什么时候才能进行修改、如何记录这些修改等。 安全策略还应该写明责任的划分,如某人具体做修改,另一人负责记录,第三个人来检查和测试修改后的设置是否正确。 详尽的安全策略应该保证硬件防火墙配置的修改工作程序化,并能尽量避免因修改配置所造成的错误和安全漏洞。 2.硬件防火墙的磁盘使用情况如果在硬件防火墙上保留日志记录,那么检查硬件防火墙的磁盘使用情况是一件很重要的事情。 如果不保留日志记录,那么检查硬件防火墙的磁盘使用情况就变得更加重要了。 保留日志记录的情况下,磁盘占用量的异常增长很可能表明日志清除过程存在问题,这种情况相对来说还好处理一些。 在不保留日志的情况下,如果磁盘占用量异常增长,则说明硬件防火墙有可能是被人安装了Rootkit工具,已经被人攻破。 因此,网络安全管理人员首先需要了解在正常情况下,防火墙的磁盘占用情况,并以此为依据,设定一个检查基线。 硬件防火墙的磁盘占用量一旦超过这个基线,就意味着系统遇到了安全或其他方面的问题,需要进一步的检查。 3.硬件防火墙的cpu负载和磁盘使用情况类似,CPU负载也是判断硬件防火墙系统运行是否正常的一个重要指标。 作为安全管理人员,必须了解硬件防火墙系统CPU负载的正常值是多少,过低的负载值不一定表示一切正常,但出现过高的负载值则说明防火墙系统肯定出现问题了。 过高的CPU负载很可能是硬件防火墙遭到DoS攻击或外部网络连接断开等问题造成的。 4.硬件防火墙系统的精灵程序每台防火墙在正常运行的情况下,都有一组精灵程序(Daemon),比如名字服务程序、系统日志程序、网络分发程序或认证程序等。 在例行检查中必须检查这些程序是不是都在运行,如果发现某些精灵程序没有运行,则需要进一步检查是什么原因导致这些精灵程序不运行,还有哪些精灵程序还在运行中。 5.系统文件关键的系统文件的改变不外乎三种情况:管理人员有目的、有计划地进行的修改,比如计划中的系统升级所造成的修改;管理人员偶尔对系统文件进行的修改;攻击者对文件的修改。 经常性地检查系统文件,并查对系统文件修改记录,可及时发现防火墙所遭到的攻击。 此外,还应该强调一下,最好在硬件防火墙配置策略的修改中,包含对系统文件修改的记录。 6.异常日志硬件防火墙日志记录了所有允许或拒绝的通信的信息,是主要的硬件防火墙运行状况的信息来源。 由于该日志的数据量庞大,所以,检查异常日志通常应该是一个自动进行的过程。 当然,什么样的事件是异常事件,得由管理员来确定,只有管理员定义了异常事件并进行记录,硬件防火墙才会保留相应的日志备查。 上述6个方面的例行检查也许并不能立刻检查到硬件防火墙可能遇到的所有问题和隐患,但持之以恒地检查对硬件防火墙稳定可靠地运行是非常重要的。 如果有必要,管理员还可以用数据包扫描程序来确认硬件防火墙配置的正确与否,甚至可以更进一步地采用漏洞扫描程序来进行模拟攻击,以考核硬件防火墙的能力。
网速慢的解决方法
这种现象有两个方面的原因:
一:运营商(传输、交换网络的故障)的责任:运营商必须保证到用户的信号质量(带宽、误码率、信杂比、传输速率、信号电平、输入输出阻抗、信号的稳定度、输入输出阻抗的稳定性)符合国家标准);具体电话:电信 网通
二:用户(责任)下列因素会导致你目前的状态,如果经检测上述运营商没有问题,接下来,就是你用户自己的问题了;如果你不存在下列问题,你就可以直接打运营商电话,让运营商给你处运营商自己的相关事宜。
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1:电源
1.1用万用表检查电源是否稳定?
1.2交流电压波动是否在允许范围内?是否超出额定电压的5%?
1.3A/D变换电源后的纹波系数(用毫伏表检查)是否合格?
1.4电源的温升是否异常?
1.5稳压特性是否符合技术指标?
1.6额定负载下稳压特性和纹波系数是否符合技术指标?
1.7更换大的风扇时,你的电源容量是否满足要求?
1.8一般辅助设备(路由器、网络交换机、猫等)的电源都是整流电源,没有稳压功能,纹波系数较大(可能是滤波电容干枯所致),负载能力也较差;发热导致设备不能工作,应特别注意运行中的监视。
1.9由于设备过电压(像给孩子喂食一样,多了能撑死)、低电压(像给孩子喂食一样,少了会营养不良)、电压波动过大(如同给孩子吃饭,饥一顿、饱一顿的不定量)、过电流、发热,导致过热保护动作切出故障并将设备退出运行(即:会产生慢、延迟、重复启动、延迟、掉线、中断、断线、自动关机、死机等显现像)等;
1.10电源的过流保护和过热保护是否正确动作?动作是否灵敏?是否拒动或误动?
2:检查网络线和水晶头(R45):
2.1水晶头与座是否插好(松动吗)?
2.2接触是否良好?接触电阻是多少?
2.3是否有积灰?是否氧化?
2.4水晶头与座机械闭锁是否已经闭锁?
2.5闭锁是否牢固?
2.6网络线与水晶头是否压紧并接触良好?
2.7网络线的线间绝缘电阻(采用100V的摇表),应大于20兆欧。
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3:防雷、接地:接地主要是保障人身和设备的安全!雷击会烧网卡;严重时可引起火灾和人员伤亡事故!多点接地、重复接地、就近接地是原则;接地分为保护接地、屏蔽接地、工作接地等;静电是造成死机蓝屏的罪魁祸首!我用杂音计测试不接地时的杂音电压大于信号6000多倍,你不接地,这样高的杂音你设备能工作吗?接地是做IT的最基本的要求,模拟设备是这样,数字电路更是这样,来自各方面的干扰都可以通过接地予以消减或消除,外来干扰和本地、本机间布线的綫间耦合都可以消减和消除,做好设备的接地屏蔽工作,很多干扰来自于屏蔽不好、接地不良,很多人都是只在软件上做工作,许多干扰都是由接地不良或没有接地所引起的,这种故障十分容易产生,也容易被很多人忽视,很多设备损坏与接地有直接关系,没有接地或接地不良都会导致码间干扰、误码、延迟、丢包、断续、掉线(断线、中断)、死机、卡、自动关机、反复启动、重复启动、频繁重启(或反复用连接)等现象。 接地必须有两个以上的接地极,每个接地极之间最少间隔10米以上,接地极至机房的接地线不得有任何接头,分别用截面不小于25平方毫米的软铜线引入到机房的汇流排(中间不允许有任何接头),接地线与法拉第网对称连接以利于分流散流,与汇流排连接点要涂覆银粉导电膏,每个设备至汇流排(独立)的接地线截面不得小于4平方米多股软铜线,汇流排对每个接地极的接地电阻小于5欧姆(越小越好)。 每年最少使用接地仪(2.5级以上的接地仪测量,且仪表在检验合格期范围内)检查两次以上。 检查接地极时,严禁在雷雨天气下进行。 严禁用自来水管和电力线的N零线作为接地使用;也就是独立的接地装置。 每台设备的线独立的连接于机房的汇流排,严禁串接后再接汇流排。 我可以很主观的说:无论你是个人用户还是大型机房的集体用户,你根本就没有接地(或接地不合格)。
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4:带宽:自运营商到用户的带宽十分重要,没有足够的带宽,就不能保证足够的数据流量;计算机上网就不可能流畅;上述所说的带宽是指全程的带宽,像高速公路上一样,有那么宽的带宽,全程不能有起伏现象;全程有一点起伏就会影响网络速度;用户有权要求运营商(用扫频仪测试)给予保障;
5:信杂比:(信号与杂音之比,可以理解成信号的纯净度)较小时,有用的信号被嘈杂的杂散信号所掩盖没(特别是码元间的码间干扰),使收信之路不能在嘈杂的信号里正确提取到有用的信号,判断电路就无法对码元进行正确的判断,就会产生误码、严重的误码就是丢包,严重的丢包就是延迟产生的原因,严重的延迟就会就是掉线(会产生慢、延迟、重复启动、掉线、延迟、掉线、中断、断线、自动关机、死机等显现像等),使用杂音计或电平表测量杂音电平是否在允许范围内,或者用示波器观察是否存在杂散信号?是否在码间存在码间干扰?采取措施,予以消除。 信杂比也要大于60dB以上。 用扫频仪和示波器测试(观察)。 这项指标是保障道路平坦无障碍。 有那么宽的道路,还要全程无障碍。
6:匹配:匹配包括电平皮配和阻抗匹配(用电平表及信号发生器测试)
6.1电平匹配:接收信号不能太低,太低时,达不到接收之路需要的门槛电平幅度,设备不能正常工作;电平太高会使接收之路前置电路饱和或烧坏前置电路。 接收电平在接收门槛附近波动,就会使计算机频繁重复的重启现象;因此,接收电平调整十分重要。 运行中要经常使用电平表或示波器,监视、调整连接处的接收电平在合适的幅度范围内。 根据说明书,用电平表监视调整。
6.2:阻抗匹配:连接点必须做到阻抗相对的匹配,输入输出阻抗不匹配就会导致反射衰耗,信号再强也不能正常工作。
7:优化网络结构人们打开计算机上网就会产生垃圾如同吃饭,不收拾餐桌、不刷洗餐具、不清理灶具一样会产生计算机垃圾,计算机就会逐渐表现为慢、卡、延迟、重复启动、掉线等故障;因此,个人推荐使用一些小工具:比如超级兔子、优化大师、鲁大师或360等;养成下线前予以清理垃圾的好习惯。
7.1:及时清除上网产生的垃圾碎片和IE缓存:只要你使用计算机就会产生垃圾,不及时清理,就会越积累越多,长时间不清理就会使运行C盘空间越来越小及杂乱无章,最后就逐渐的慢下来,直至死机;因此,定期整理运行C盘,可以保持计算机运行速度。 7.2:先让ADSL设备同步:把设备断电后重启。
8:软件设置和配置
8.1:常用软件
下载软件尽量到大的官方网站下载,做到3不装,非正规软件不装,P2P(占用资源)类软件不装,不常用软件不装.关掉所有不必要的网络连接和启动项,比如迅雷、 BT、驴子等;非运行的软件不要放在运行c盘里面;实时更新补丁。
游戏软件要倒正规的大型网站下载,注意软件是否稳定,不成熟、不稳定的软件会导致慢、卡、死机等故障,特别是一些大众喜欢的游戏软件,一些网友对此反映很强烈,这样的软件特别注意或立即删除;下载软件时,要注意流氓软件借机插入危急计算机的安全,随时给予清除。 很多加速软件大都是带有病毒或夹带广告插件,占用你磁盘的资源。 有些游戏软件开始之后,游戏就会直接被T掉,上来之后会无限掉线、重启等故障。
协议:网络中的协议也要与之匹配,不匹配也会造成设备一些故障。
软件的冲突同样会造成延迟、卡、慢、死机、掉线、中断等问题的产生。
8.2:杀毒软件和防火墙至少一款有效正版的杀毒软件并经常升级病毒库:防火墙设置适当(不要过多、过高、过低),会造成一些网页打不开;病毒可使计算机变慢、死机、掉线、卡、重复启动和开关机故障。
9:温度、湿度、温升(开机后温度在逐渐升高)
随着开机时间的延长,主设备及其辅助(猫、路由器、网络交换机等)设备的温度,就会逐渐的升高,如果不能快速散发出去,就会由延迟---慢---掉线----死机。
9.1:湿度:下雨季节或多雨天及其高湿度地区,线路及器件间的绝缘降低,信号电平下跌,导致计算机码间干扰、误码、延迟、丢包、断续、掉线(短线或中断)、死机、自动关机、反复启动(重复连接)等现象、或不稳定工作。 湿度加速氧化,导致传输中断。 9.2:温度(目前全国进入高温,由温度引起的故障会积聚增加,可能会持续几个月):从开机始,温度在逐渐的升高,温升至一定时,就会稳定在这个数值,这个数值与环境温度之差不应该大于25度;由于计算机属于半导体器件,因此要求器件的实际温度不得高于85度;芯片温度接近80度时要采取措施降低猫、路由器、网络交换机和计算机设备工作环境温度。 如果超出这个范围计算机就会产生码间干扰、误码、延迟、丢包、断续、掉线(断线或中断)、死机、自动关机、反复启动(频繁连接)等现象。
9.3:温升(设备的实际温度与环境温度的差值叫做温升)小于25摄氏度 温度对设备的正常运行影响很大特别是网络交换机、路由器、计算机主板芯片、网卡等温升较大时,设备就会无法运行;特别是手提(也叫笔记本)计算机,由于设计优先考虑体积而致使温升的散热困难,最容易发生温升所导致的码间干扰、误码、延迟、丢包、断续、掉线(短线或中断)、死机、自动关机、反复启动(重复连接)等现象。
措施如下:
a:将设备(系指:哈勃、猫、路由器或者网络交换机、计算机等)置于对人较安全地方,首先断开电源,再打开设备的盒盖,利用空气对流加强与空气接触,进行自然散热;b:给设备加装微型风扇,增大空气的对流,进行强制散热;c:如果你是做IT的,我建议你:断开电源后,给设备的发热部件加装散热片。d:设备断开电源后,用3毫米钻头在设备上下钻多多的孔,加强空气的对流量,改善散热条件;
e:将设备至于通风干燥处,最好做个(市面上也有用于笔记本的)绝缘散热支架,把设备支起来,进行自然散热;
f:计算机使用时间较长后,CPU与散热片之间的硅胶干枯时,CPU会严重的发热,会产生丢包、延迟、慢、重复启动、掉线、中断、断线、自动关机、死机等现像。 重新涂覆硅胶,即可恢复正常使用。 g:及时清除上网产生的垃圾碎片和IE缓存:只要你使用计算机就会产生垃圾,不及时清理,就会越积累越多,长时间不清理就会使运行C盘空间越来越小及杂乱无章,最后就逐渐的慢下来,直至死机;因此,定期整理运行C盘,可以保持计算机运行速度。 h:先让ADSL设备同步:把设备断电后重启。
经常上网的用户最多半年,要断电后打开设备的外壳(顺便检查设备内部连接是否良好,内存条是否松动,内存条与卡槽接触是否良好?各插件是否松动?插紧了没有?个连接点是否牢固并接触良好),清理设备里面的灰尘。
十:布线:布线工艺以最小干扰为原则;要求布线整齐美观,强弱信号分开走,高低频信号分开走,布线不合理就会产生綫间耦合、串扰所造成的干扰,綫间不能互相缠绕,最好使用屏蔽(屏蔽层可靠且接地)线,这些寄生干扰会使计算机信杂比降低而无法识别有用的信号,使其产生码间干扰、误码、延迟、丢包、断续、掉线(短线或中断)、死机、自动关机、反复启动(重复连接)等现象。
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十一:主板的纽扣电池 电池容量不够或无电量,也会不能开机或产生其他故障。
十二:ADSL用户:与电话线一起复用计算机信号,注意取机、挂机、振铃三种状态下对计算机的的影响;由于计算机与电话信号都在电话线上(复用)传输,两者之间必须提供一定的隔离度(大于60dB)、防卫度要大于60dbB越大越好),特别是一些非正规的话机会影响计算机的使用。
十三:定时故障:设备在固定的时间出现故障时,要仔细周围及其传输路径之间是否有大的工厂或固定时间大的电气设备启动,电焊等启动设备。
十四:win7速度慢的解决方法
比较好的方法应该是这样:进入Windows7控制面板,找到并打开颜色管理。 在打开的颜色管理对话框中,切换到高级选项卡,然后单击左下角的更改系统默认值。
随后,系统将会再次弹出一个对话框颜色管理-系统默认值。 在此对话框中同样切换到高级选项,然后取消系统默认勾选的使用Windows显示器校准?修改完毕后,保存设置退出。
理论上用任何软件提高你的网络速度都十分渺茫,我们很难观察到采用任何软件可以提高网络速度,这种软件只是给你系统里安装一些广告垃圾插件,软件提高网速比较渺茫,所有的软件加速,其实你是感觉不到的,一般都是添加广告的工具。它不但不能使你速度提高,反而会使你速度在你不知不觉中慢下来;说它是一种病毒也不怎么太过分!
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只要你仔细的按照上面所说的做到、并保持经常做到,一般(我计算机128M内存,CPU主频1.6G,ADSL/512Kbit的宽带,硬盘20G)的配置,玩中档游戏都相当的流畅;否则:配置再高的计算机,也一样会频发故障;关键看什么人用;素质高的人用,配置低一点,也一样流畅;素质低的人,配置再高,也故障频发;像人穿衣服(小品:好人和坏人中的陈佩斯:你给他再好的衣服,他都上不了档次!)一样,衣服不在档次高低,洁净利索就是好。
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感谢你采纳我的答案!谢谢你:朋友!
c语言中头文件的作用?
#include //设定插入点 #include //字符处理 #include //定义错误码 #include //浮点数处理 #include //文件输入/输出 #include //参数化输入/输出 #include //数据流输入/输出 #include //定义各种数据类型最值常量 #include //定义本地化函数 #include //定义数学函数 #include //定义输入/输出函数 #include //定义杂项函数及内存分配函数 #include //字符串处理 #include //基于数组的输入/输出 #include //定义关于时间的函数 #include //宽字符处理及输入/输出 #include //宽字符分类 标准 C++ (同上的不再注释) #include //STL 通用算法 #include //STL 位集容器 #include #include #include #include #include //复数类 #include #include #include #include #include //STL 双端队列容器 #include //异常处理类














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