什么是负载均衡？你必须知道的网络技术 负载均衡简介

3 分钟掌握一个技术知识，今天讲的是负载均衡。你平时逛淘宝、刷短视频、用外卖 APP 时，之所以能顺畅加载，很少遇到卡顿、崩溃，背后很大程度上要靠负载均衡在默默干活。那它到底是啥？又怎么帮咱们解决网络问题呢？咱们一步步说。

首先先搞懂负载均衡的字面意思：“负载” 在这里指的是网络请求的压力，比如你打开淘宝首页、点击商品、刷新评价，每一次操作都会给淘宝的服务器发一个请求，这些请求就是服务器的负载；“均衡” 就是均匀分配。所以简单说，负载均衡就是当很多用户同时给服务器发请求时，通过一个中间调度者，把这些请求均匀地分配到多台服务器上，避免某一台服务器因压力太大崩溃，也让每台服务器都能高效工作。

咱们先举个生活里的例子，帮你快速理解：比如周末你去一家热门火锅店，店里有 10 张桌子（就像 10 台服务器）。要是没有负载均衡，服务员引导所有顾客都往门口第一张桌子挤，这张桌子肯定忙不过来，顾客等半天也吃不上，甚至可能把桌子 “挤坏”（也就是导致服务器崩溃），而其他 9 张桌子却空着，资源浪费。这时候如果有负载均衡，服务员看到哪张桌子空了，就引导新顾客过去，让 10 张桌子的顾客数量差不多，既不会让某张桌子太忙，也不会浪费空桌子，大家都能尽快吃上饭。这就是负载均衡的核心逻辑，只不过把顾客换成网络请求，桌子换成服务器而已。

那为什么必须要有负载均衡？没有它行不行？还真不行，尤其是对用户多、请求量大的网站来说，没有负载均衡简直是灾难。咱们拿淘宝双十一举例：每年双十一零点，上亿用户同时点 “提交订单”，要是淘宝只靠一台服务器接收这些请求，这台服务器瞬间就会被压垮，就像 100 个人同时挤一扇门，门肯定会坏。结果就是大家要么打不开页面，要么点了没反应，订单下不了，商家和用户都受影响。但有了负载均衡就不一样了，淘宝背后有上千台甚至上万台服务器，负载均衡就像刚才说的服务员，把上亿个订单请求均匀分到不同的服务器上，每台服务器只处理几万、几十万的请求，压力就小多了，自然不容易崩溃，大家也能顺畅下单。

除了避免服务器崩溃，负载均衡还有三个核心作用，咱们也一个个说清楚：第一个是故障转移，简单说就是某台服务器坏了，能自动找替补。还是拿火锅店举例，要是某张桌子的椅子坏了（对应服务器故障），服务员不会让顾客等着，而是直接引导到另一张空桌子，顾客不用受影响。负载均衡也是这样，它会实时监控背后的每台服务器，如果发现某台服务器没响应了（比如死机、断网），就会自动把原本要发给这台服务器的请求转给其他健康的服务器，用户完全感觉不到有服务器坏了，打开网站、刷视频还是一样顺畅。第二个作用是提升访问速度。负载均衡不只是分请求，还会 “挑近路”。比如你在上海上网，负载均衡会优先把你的请求分配给淘宝在上海的服务器，而不是北京的服务器，因为距离近，数据传输快，你打开页面的速度自然就快。就像你点外卖，平台会优先派给你附近的骑手，而不是远的骑手，能节省时间。第三个作用是保护服务器安全。负载均衡就像服务器集群的 “守门人”，所有用户的请求都要先经过他，他会过滤掉一些明显的恶意请求（比如黑客发起的攻击请求），不让这些请求直接打到后端的业务服务器上，相当于给服务器加了一层防护盾，减少被攻击的风险。

讲完了作用，咱们再说说负载均衡是怎么实现的，也就是这个 “中间调度者” 具体有哪些类型，各自怎么干活。最常见的有三种实现方式，咱们从简单到复杂说：第一种是 DNS 轮询，这是最基础的方式。比如百度有北京、上海、广州三个服务器集群，当你在手机上输入www.baidu.com时，会先问 DNS 服务器 “百度的服务器在哪”，DNS 服务器就会轮流返回北京、上海、广州的服务器地址 —— 这次给你北京的，下次给上海的，这样就把不同用户的请求分到不同地区的服务器上，实现简单的负载均衡。这种方式的优点是简单、成本低，缺点是不够智能，比如它不知道北京的服务器是不是已经很忙了，还是会继续往那分请求，可能导致部分地区访问慢。第二种是硬件负载均衡，相当于用专门的高端设备来做调度。这种设备性能很强，能处理每秒几百万甚至上千万的请求，适合像银行、电商这样请求量极大的企业。但缺点是贵，一台设备可能要几十万、上百万，一般小公司用不起。第三种是软件负载均衡，这是现在最主流的方式。比如咱们常听的 Nginx、HAProxy，就是常用的软件负载均衡工具。它不用专门的硬件，只要在普通的服务器上装个软件，就能实现负载均衡功能。而且它很智能，能根据服务器的实时负载来分请求 —— 比如发现北京的服务器 CPU 使用率已经 90% 了（快满了），就自动把请求分给 CPU 使用率只有 30% 的上海服务器，比 DNS 轮询灵活多了。而且软件负载均衡成本低，还能根据需求灵活调整，不管是小网站还是大平台都能用，像淘宝、京东背后，也大量用 Nginx 做软件负载均衡。

这里还要提一个细节：负载均衡怎么保证你登录网站后状态不丢失？比如你登录了网银，查完余额又想转账，要是负载均衡把 “查余额” 的请求分给了 A 服务器，把 “转账” 的请求分给了 B 服务器，B 服务器不知道你已经登录了，就会让你重新登录，这就很麻烦。为了解决这个问题，负载均衡有个 “会话保持” 功能 —— 简单说就是一旦把你的请求分给了某台服务器，之后你再发请求，还会优先分给这台服务器，就像你在火锅店被分到 3 号桌之后，加菜、买单，服务员都会找 3 号桌的你，不会让你换桌，保证你的登录状态、操作记录不丢失。

除了电商平台，视频网站（比如优酷、爱奇艺）也离不开负载均衡。比如大家都在晚上 8 点看一部热门剧，同时有几百万用户点 “播放”，负载均衡会把这些播放请求分到不同的视频服务器上，还会优先给你分配离你近的缓存服务器 —— 这台缓存服务器里面提前存好了这部剧的视频数据，你加载视频就不会卡，也不用等太久。

总结一下，负载均衡其实就是网络世界里的 “智能调度员”，他接收所有用户的请求，根据服务器的状态、用户的位置，把请求均匀分到合适的服务器上，既避免服务器崩溃，又提升访问速度，还能保护安全。咱们不用记复杂的技术参数，只要记住它的核心：让多台服务器合理分担压力，让用户上网更顺畅。

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