负载均衡系列之负载均衡介绍

Posted 2020-10-16

负载均衡即是将负载分摊到不同的服务单元，既保证服务的可用性，又保证响应足够快，给用户很好的体验.

集群的分类

负载均衡集群（Load Balancing clusters），简称LBC或LB
高可用性集群（High-Availability clusters），简称HAC
高性能计算集群（High-performance clusters），简称HPC
网络计算（Grid computing）

负载均衡集群

1、负载均衡集群为企业提供了更为实用、性价比更高的系统架构解决方案，可以把很多客户集中的访问请求负载均衡压力尽可能平均地分摊在计算机集群中处理
2、考虑每个节点的承受能力，防止雪崩
3、作用
　　分担用户访问请求及数据流量（负载均衡）
　　保持业务连续性，即7*24小时服务（高可用性）
　　应用于web业务及数据库从库等服务器的业务
4、负载均衡集群典型的开源软件包括LVS，nginx，haproxy等

高可用性集群

在集群中任意一个节点失效的情况下，该节点上的所有任务会自动转移到其他正常的节点上，并且不影响整个集群的运行
作用
当一台机器宕机时，另外一台机器接管宕机的机器的IP资源和服务资源，提供服务
常用于不易实现负载均衡的应用，比如负载均衡器，主数据库，主存储对之间
高可用性集群常用的开源软件包括keepalived，heartbeat等

高性能计算集群

通常，高性能计算集群设计为集群开发的并行应用程序，以解决复杂的科学问题（天气预报、石油勘探，核反应模拟等）。
高性能计算集群对外就好像一个超级计算机，这种超级计算机内部由数十至上万个独立服务器组成，并且在公共消息传递层上进行通信以运行并行应用程序

网络计算

网格计算功能（我没打错字。网上就是这么写的，我这是收集过来的。。。）
1、网格的互联网络比Internet具有更大的带宽。欧美的网格计划都会使用更高速度的主干网；
2、网格上将有更多高性能计算机作为节点，因此网格的计算速度、数据处理速度可以大幅度提高。
3、网格的体系结构将比Internet更能有效地利用这些资源。
4、网格将促进更多、更大的网络区域的出现。这些相互联结的区域最终成为一个庞大的网格区域，把我们地球上所有计算机联为一体。
网格计算的应用
(1)网格计算在科研领域的应用
在科学研究领域，网格技术可以辅助科学家完成重大领域的科学研究。网格计算技术除具备超级计算能力以外，还将不同地域的资源整合在一起，使科学工作者能够紧密合作，充分利用共享的资源(如大型的昂贵的仪器设备等)。网格计算技术在美国，首先是在生命科学领域，正在成为现实。在物理学研究方面，德国Max Planck引力物理研究所与德国和美国多个机构合作，利用网格的超级计算能力，共同完成了模拟黑洞的项目。
(2)网格计算在企业及居民日常生活中的应用
网格计算的商业应用前景广阔．网格计算环境能够提高或拓展企业内所有计算资源的效率和利用率，通过对这些资源进行共享、有效优化和整体管理，使各企业解决以前难以处理的问题，最有效地使用他们的系统，满足客户要求并降低他们计算机资源的拥有和管理总成本．网格计算支持所有行业的电子商务应用。例如，飞机和汽车等复杂产品的生产要求对产品设计、产品组装和产品生命周期管理进行计算密集型模拟．中国国家计算网格简称织女星网格(VegaGrid)，该项目前取得的一些研究成果已经开始应用到如税务这样的重要行业。
集群计算与网格计算的区别
1、网格与传统集群的主要差别是网格是连接一组相关并不信任的计算机，它的运作更像一个计算公共设施而不是一个独立的计算机。网格通常比集群支持更多不同类型的计算机集合。
2、网格本质上就是动态的，集群包含的处理器和资源的数量通常都是静态的。在网格上，资源则可以动态出现，资源可以根据需要添加到网格中或从网格中删除。
3、网格天生就是在本地网、城域网或广域网上进行分布的。网格可以分布在任何地方。而集群物理上都包含在一个位置的相同地方，通常只是局域网互连。集群互连技 术可以产生非常低的网络延时，如果集群距离很远，这可能会导致产生很多问题。物理临近和网络延时限制了集群地域分布的能力，而网格由于动态特性，可以提供 很好的高可扩展性。
4、集群仅仅通过增加服务器满足增长的需求。然而，集群的服务器数量、以及由此导致的集群性能是有限的：互连网络容量。也就是说如果一味地想通过扩大规模来提高集群计算机的性能，它的性价比会相应下降，这意味着我们不可能无限制地扩大集群的规模。 而网格虚拟出空前的超级计算机，不受规模的限制，成为下一代Internet的发展方向。
5、集群和网格计算是相互补充的。很多网格都在自己管理的资源中采用了集群。实际上，网格用户可能并不清楚他的工作负载是在一个远程的集群上执行的。尽管网格与集群之间存在很多区别，但是这些区别使它们构成了一个非常重要的关系，因为集群在网格中总有一席之地—— 特定的问题通常都需要一些紧耦合的处理器来解决。然而，随着网络功能和带宽的发展，以前采用集群计算很难解决的问题现在可以使用网格计算技术解决了。理解网格固有的可扩展性和集群提供的紧耦合互连机制所带来的性能优势之间的平衡是非常重要的。

搭建负载均衡服务的需求
1. 把单台计算机无法承受的大规模并发访问或数据流量分担到多台节点设备上，分别进行处理，减少用户等待响应的时间，提升用户体验
2. 单个重负载的运算分担到多台节点上做并行处理，每个节点设备处理结束后，将结果汇总，返回给用户，系统处理能力得到大幅度提高
3. 7*24小时的服务保证，任意一个或多个有限后面节点设备宕机，不能影响业务