负载均衡（Load Balance）是分布式系统架构设计中必须考虑的因素之一，它通常是指，将请求/数据【均匀】分摊到多个操作单元上执行，负载均衡的关键在于【均匀】。常见互联网分布式架构如上，分为客户端层、反向代理nginx层、站点层、服务层、数据层。
什么是负载均衡
负载均衡(Load Balance)是分布式系统架构设计中必须考虑的因素之一，它通常是指，将请求/数据【均匀】分摊到多个操作单元上执行，负载均衡的关键在于【均匀】。
常见的负载均衡方案
常见互联网分布式架构如上，分为客户端层、反向代理nginx层、站点层、服务层、数据层。可以看到，每一个下游都有多个上游调用，只需要做到，每一个上游都均匀访问每一个下游，就能实现“将请求/数据【均匀】分摊到多个操作单元上执行”。
【客户端层->反向代理层】的负载均衡
【客户端层】到【反向代理层】的负载均衡，是通过“DNS轮询”实现的：DNS-server对于一个域名配置了多个解析ip，每次DNS解析请求来访问DNS-server，会轮询返回这些ip，保证每个ip的解析概率是相同的。这些ip就是nginx的外网ip，以做到每台nginx的请求分配也是均衡的。
【反向代理层->站点层】的负载均衡
【反向代理层】到【站点层】的负载均衡，是通过“nginx”实现的。通过修改nginx.conf，可以实现多种负载均衡策略：
1)请求轮询：和DNS轮询类似，请求依次路由到各个web-server
2)最少连接路由：哪个web-server的连接少，路由到哪个web-server
3)ip哈希：按照访问用户的ip哈希值来路由web-server，只要用户的ip分布是均匀的，请求理论上也是均匀的，ip哈希均衡方法可以做到，同一个用户的请求固定落到同一台web-server上，此策略适合有状态服务，例如session(58沈剑备注：可以这么做，但强烈不建议这么做，站点层无状态是分布式架构设计的基本原则之一，session最好放到数据层存储)
4)…
【站点层->服务层】的负载均衡
【站点层】到【服务层】的负载均衡，是通过“服务连接池”实现的。
上游连接池会建立与下游服务多个连接，每次请求会“随机”选取连接来访问下游服务。
上一篇文章《RPC-client实现细节》中有详细的负载均衡、故障转移、超时处理的细节描述，欢迎点击link查阅，此处不再展开。
【数据层】的负载均衡
在数据量很大的情况下，由于数据层(db，cache)涉及数据的水平切分，所以数据层的负载均衡更为复杂一些，它分为“数据的均衡”，与“请求的均衡”。
数据的均衡是指：水平切分后的每个服务(db，cache)，数据量是差不多的。
请求的均衡是指：水平切分后的每个服务(db，cache)，请求量是差不多的。
业内常见的水平切分方式有这么几种：
一、按照range水平切分
每一个数据服务，存储一定范围的数据，上图为例：
user0服务，存储uid范围1-1kw
user1服务，存储uid范围1kw-2kw
这个方案的好处是：
(1)规则简单，service只需判断一下uid范围就能路由到对应的存储服务
(2)数据均衡性较好
(3)比较容易扩展，可以随时加一个uid[2kw,3kw]的数据服务
不足是：
(1)请求的负载不一定均衡，一般来说，新注册的用户会比老用户更活跃，大range的服务请求压力会更大
二、按照id哈希水平切分
每一个数据服务，存储某个key值hash后的部分数据，上图为例：
user0服务，存储偶数uid数据
user1服务，存储奇数uid数据
这个方案的好处是：
(1)规则简单，service只需对uid进行hash能路由到对应的存储服务
(2)数据均衡性较好
(3)请求均匀性较好
不足是：
(1)不容易扩展，扩展一个数据服务，hash方法改变时候，可能需要进行数据迁移
总结
负载均衡(Load Balance)是分布式系统架构设计中必须考虑的因素之一，它通常是指，将请求/数据【均匀】分摊到多个操作单元上执行，负载均衡的关键在于【均匀】。
(1)【客户端层】到【反向代理层】的负载均衡，是通过“DNS轮询”实现的
(2)【反向代理层】到【站点层】的负载均衡，是通过“nginx”实现的
(3)【站点层】到【服务层】的负载均衡，是通过“服务连接池”实现的
(4)【数据层】的负载均衡，要考虑“数据的均衡”与“请求的均衡”两个点，常见的方式有“按照范围水平切分”与“hash水平切分”
(作者：58沈剑，来源：架构师之路）
引用来自“BaiYang”的评论
现在用 DNS 做负载均越来越少，主要缺点在于：1.负载不够均衡；2.某台 RP down 掉 DNS 无法即时感知并将其排除。现在 LB 更多用 LVS 等方案，通过 vrrp 做冗余，并通过 VIP（在 BGP Routers 上设置同一IP路由的不同优先级条目）做多活 IDC。
引用来自“BaiYang”的评论
现在用 DNS 做负载均越来越少，主要缺点在于：1.负载不够均衡；2.某台 RP down 掉 DNS 无法即时感知并将其排除。现在 LB 更多用 LVS 等方案，通过 vrrp 做冗余，并通过 VIP（在 BGP Routers 上设置同一IP路由的不同优先级条目）做多活 IDC。
1.负载不够均衡；2.某台 RP down 掉 DNS 无法即时感知并将其排除。现在 LB 更多用 LVS 等方案，通过 vrrp 做冗余，并通过 VIP（在 BGP Routers 上设置同一IP路由的不同优先级条目）做多活 IDC。
引用来自“FPE”的评论
虽然我没怎么学习过其他人分布式架构，不过上文跟我写的后台架构大同小异，上文好像是针对web的，我的那个是通用型（包括web、一般程序、文件上传下载、游戏……）负载平衡策略，DB方面跟上面这一样是使用range划分，World_Server部分（上文的service）使用一个rank计算公式（根据带宽+CPU的负载自动平衡），Packet_Server（上文的nginx）一般根据带宽占用来平衡
上文一些东西以前没想到，比如根据hash划分。但我认为这些东西没有必要，根据带宽占用率和CPU占用率来划分更能准确负载平衡，用hash也不一定能保证是负载一定平衡
引用来自“Nottyjay”的评论
hash算法主要是为了让同一个用户每次都请求同一台主机。一般就是产生了临时数据又不想走第三方缓存时候有这类需要引用来自“FPE”的评论
虽然我没怎么学习过其他人分布式架构，不过上文跟我写的后台架构大同小异，上文好像是针对web的，我的那个是通用型（包括web、一般程序、文件上传下载、游戏……）负载平衡策略，DB方面跟上面这一样是使用range划分，World_Server部分（上文的service）使用一个rank计算公式（根据带宽+CPU的负载自动平衡），Packet_Server（上文的nginx）一般根据带宽占用来平衡
上文一些东西以前没想到，比如根据hash划分。但我认为这些东西没有必要，根据带宽占用率和CPU占用率来划分更能准确负载平衡，用hash也不一定能保证是负载一定平衡
负载平衡策略，DB方面跟上面这一样是使用range划分，World_Server部分（上文的service）使用一个rank计算公式（根据带宽+CPU的负载自动平衡），Packet_Server（上文的nginx）一般根据带宽占用来平衡
上文一些东西以前没想到，比如根据hash划分。但我认为这些东西没有必要，根据带宽占用率和CPU占用率来划分更能准确负载平衡，用hash也不一定能保证是负载一定平衡