负载均衡如何保持用户会话信息同步

Posted 2022-03-13 kinwing

一，什么负载均衡

 

一个新网站是不要做负载均衡的，因为访问量不大，流量也不大，所以没有必要搞这些东西。但是随着网站访问量和流量的快速增长，单台服务器受自身硬件条件的限制，很难承受这么大的访问量。在这种情况下，有二种方案可以选择： 
1，对单台服务器的硬件进行更新，由双核的变成四核的，内存加大等。 
2，增加服务器的台数，来分担服务器的负担。以实现增加网络带宽，增加服务器的处理能力的目的。

 

第一种方法可以理解为纵向发展，这种方法总是有限。 
第二种方法才是解决问题的正确选择 
实现负载均衡的方法，大至分为二个方向，一种是用软件来实现负载均衡，另一种是硬件实现负载均衡（包括结合硬件和软件）用软件来实现负载均衡，实现负载均衡的过程，自身也要消耗一些系统资源，响应时间增加。例如：LVS,nginx,haproxy,apache等这些基于应用层的负载均衡软件，适合那些访问量不是特别大的网站。如果像sina,163这样大访量的网站，用硬件来实现负载均衡是最明志的选择。

负载均衡的算法很多，有根据请求数来进行负载均衡的，有根IP来负载均衡的，有根据流量的等等。我经常会用的二种算法。

一个是根据请求数 
a，可以实现各台服务器都能比较平均分担客户的请求，其中一台服务器down掉的话也不会造成不好的影响。 
b，服务器间的状态要同步，如session，需要其他手段来同步这些状态。

一个是根据IP 
a，ip_hash算法可以把一个ip映射到一台服务器上，这样可以解决session同步的问题 
b，ip_hash也有不好的地方就是，假如其中的一台服务器down掉的话，映射到这台的服务器的用户就郁闷了。 
c，ip_hash容易导致负载不均衡的情况，现在河蟹政府对google的搜索关键词进行过滤，你会经常发现google打不开，但是过一会就好了。这让那些google的爱好者们郁闷不已，很多用户都到国外找代理去了，狗急跳墙，人急帆樯。如果这样的话，这些代理会被分到同一个服务器，会导致负载不均衡 ，甚至失效。

二，什么是会话保持，有什么作用

会话保持是指在负载均衡器上有一种机制，在作负载均衡的同时，还保证同一用户相关连的访问请求会被分配到同一台服务器上。

会话保持有什么作用呢，举例说明一下 
如果有一个用户访问请求被分配到服务器A，并且在服务器A登录了，并且在很短的时间，这个用户又发出了一个请求，如果没有会话保持功能的话，这个用户的请求很有可能会被分配到服务器B去，这个时候在服务器B上是没有登录的，所以你要重新登录，但是用户并不知道自己的请求被分配到了哪里，用户的感觉就是登录了，怎么又要登录，用户体验很不好。 
还有你在淘宝上面买东西，从登录＝》拍得东西＝》添加地址＝》付款，这是一个一系列的过程，也可以理解成一次操作过程，所有这一系列的操作过程都应当由一台服务器完成，而不能被负载均衡器分配到不同的服务器上。

会话保持都会有时间的限制（映射到固定某一台的服务器除外，如：ip_hash）,各种负载均衡工具都会提供这种会话保持时间的设置，LVS，apache等。连php语言都提供了会话保持时间的设定session.gc_maxlifetime会话保持时间的设定要大于session生存时间的设定，这样可以减少需要同步session的情况，但是不能杜绝。所以同步session还是要做的。

三，session同步

为什么要进行session同步，说会话保持的时候已经提到了。具体方法请参考web集群时session同步的3种方法

web集群时session同步的3种方法

在做了web集群后，你肯定会首先考虑session同步问题，因为通过负载均衡后，同一个IP访问同一个页面会被分配到不同的服务器上，如果session不同步的话，一个登录用户，一会是登录状态，一会又不是登录状态。所以本文就根据这种情况给出三种不同的方法来解决这个问题： 
1、利用数据库同步session 
在做多服务器session同步时我没有用这种方法，如果非要用这种方法的话，我想过二种方法： 
a，用一个低端电脑建个数据库专门存放web服务器的session，或者，把这个专门的数据库建在文件服务器上，用户访问web服务器时，会去这个专门的数据库check一下session的情况，以达到session同步的目的。 
b，这种方法是把存放session的表和其他数据库表放在一起，如果mysql也做了集群了话，每个mysql节点都要有这张表，并且这张session表的数据表要实时同步。 
说明：用数据库来同步session，会加大数据库的负担，数据库本来就是容易产生瓶颈的地方，如果把session还放到数据库里面，无疑是雪上加霜。上面的二种方法，第一点方法较好，把放session的表独立开来，减轻了真正数据库的负担

2、利用cookie同步session 
session是文件的形势存放在服务器端的，cookie是文件的形势存在客户端的，怎么实现同步呢？方法很简单，就是把用户访问页面产生的session放到cookie里面，就是以cookie为中转站。你访问web服务器A，产生了session把它放到cookie里面了，你访问被分配到web服务器B，这个时候，web服务器B先判断服务器有没有这个session，如果没有，在去看看客户端的cookie里面有没有这个session，如果也没有，说明session真的不存，如果cookie里面有，就把cookie里面的sessoin同步到web服务器B，这样就可以实现session的同步了。

说明：这种方法实现起来简单，方便，也不会加大数据库的负担，但是如果客户端把cookie禁掉了的话，那么session就无从同步了，这样会给网站带来损失；cookie的安全性不高，虽然它已经加了密，但是还是可以伪造的。

3、利用memcache同步session 
memcache可以做分布式，如果没有这功能，他也不能用来做session同步。他可以把web服务器中的内存组合起来，成为一个"内存池"，不管是哪个服务器产生的sessoin都可以放到这个"内存池"中，其他的都可以使用。

优点：以这种方式来同步session，不会加大数据库的负担，并且安全性比用cookie大大的提高，把session放到内存里面，比从文件中读取要快很多。 
缺点：memcache把内存分成很多种规格的存储块，有块就有大小，这种方式也就决定了，memcache不能完全利用内存，会产生内存碎片，如果存储块不足，还会产生内存溢出。

四，总结

上面三种方法都是可行的 
第一种方法，最影响系统速度的那种，不推荐使用； 
第二种方法，效果不错，不过安全隐患一样的存在； 
第三种方法，个人觉得第三种方法是最好的，推荐大家使用;

其实就是这几个思路：

1 、负载算法采用 IP hash ，把每次相同 IP 的请求转发到同一台 Web 服务器上。 缺点是不能有效利用到所有的 Web 服务器来做均衡负载，一般负载算法都是 Round Robin 。

2 、重写 session handler , 把 session 用数据库来存储。 缺点是访问量高的情况下，IO 吞吐太高的话会影响网站性能。

3 、把 session 的默认存储路径设置为 NFS 上的一块存储区域，这样所有的 Web 服务器就可以共享了。 缺点是一旦 NFS 挂了，session 就再也没有办法使用了。

4 、最简单的，把 php.ini 里的 session save handler 设置为 memcache 或者 redis。 推荐用 memcache 。如果用 redis 的话，目前没有好用的 cluster 解决方案，而来 redis 还会把数据回写到硬盘上，完全没必要。而 memcache 只需要很少的配置就能做 cluster ，数据操作完全在内存里，速度杠杠滴。