构建高性能系统：负载均衡的奥秘与实践

 目录

一、什么是负载均衡？

二、负载均衡的三种类型

三、常见负载均衡策略（调度算法）

四、常见负载均衡工具与平台

五、负载均衡在不同架构中的应用

1.Web 网站高并发访问场景

场景特点：

推荐策略：

2.微服务架构场景（Kubernetes / Spring Cloud）

场景特点：

推荐策略：

3.分布式存储或缓存场景（如 Redis 集群 / 分布式文件）

场景特点：

推荐策略：

4.在线支付 / 金融交易场景

场景特点：

推荐策略：

5.IoT 场景（百万级连接，边缘设备）

场景特点：

推荐策略：

6.音视频直播/大流量推流场景

场景特点：

推荐策略：

7.策略选择对照表

六、注意事项（易踩坑点）

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“负载均衡（Load Balancing）” 是分布式系统、高并发应用、微服务架构和云计算架构中确保系统高可用、高性能和横向扩展能力的核心组件。

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一、什么是负载均衡？

负载均衡是一种将用户请求智能分配到多个服务器节点上的技术，从而：

• 提高系统吞吐量（高并发处理能力）

• 避免单点瓶颈或故障（高可用）

• 实现横向扩展（可扩展）

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二、负载均衡的三种类型

按部署层级划分：

类型	描述
网络层负载均衡（L4）	基于TCP/UDP协议，通过IP地址和端口转发。示例：LVS、F5
应用层负载均衡（L7）	基于HTTP/HTTPS请求内容（如URL、Cookie、Header）转发。示例：Nginx、HAProxy
DNS负载均衡	通过DNS轮询为客户端返回多个IP地址
客户端负载均衡	客户端自行选择后端节点（如微服务中的 Ribbon、gRPC RoundRobin）

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三、常见负载均衡策略（调度算法）

策略名称	原理	适用场景
轮询（Round Robin）	请求轮流分配到各个服务器	节点性能相近时
加权轮询	按服务器权重比例分配	服务器配置不一致时
最少连接数（Least Connections）	分配给当前连接最少的服务器	连接时间不一场景
源地址哈希（IP Hash）	根据请求来源 IP 保持一致性	保证会话粘性（如购物车）
一致性哈希	某类请求落到相同服务节点	微服务、缓存分片等

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四、常见负载均衡工具与平台

类别	工具/平台	说明
Web层	Nginx、HAProxy、Apache HTTPD	最常见，七层转发
四层	LVS、IPVS、Keepalived	性能优，适用于高并发系统
云平台	阿里云 SLB、AWS ELB、腾讯云 CLB	云原生内置能力
应用层	Spring Cloud LoadBalancer、Feign、Ribbon（废弃）	微服务内部调用负载均衡
容器	Kubernetes Service、Ingress Controller	支持服务发现与弹性伸缩

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五、负载均衡在不同架构中的应用

1.Web 网站高并发访问场景

[用户请求]
     ↓
[云 SLB/Nginx 负载均衡器]
     ↓
[多台 Web 服务]
     ↓
[后端数据库/Redis]