分布式负载机均衡技术中分类、原理、具体配置讲解

JMeter 是一个100%的纯 JAVA 应用，对机器 CPU 和内存的消耗比较大，在用 JMeter 做并发测试、负载测试、压力测试等时，模拟的用户数以千计，使用单台机器模拟所有用户会有些力不从心，甚至会引起JAVA内存溢出。

1、JMeter 分布式负载原理

这时，我们可以使用 JMeter 的分布式负载（也叫联机负载）功能，通过单个 JMeter 控制机（Controller）控制多个远程的 JMeter 负载机（Agent），使它们同步对服务器进行性能测试。

首先来看一下控制机和负载机的作用：

控制机（Controller）：存放 JMeter 脚本的机器，负责在开始运行前把脚本发送到各个负载机，在运行后回收和统计各个负载机的运行结果。

负载机（Agent）：被控制用来运行脚本的机器，负责产生负载。

2、配置负载机（Agent）

了解了控制机和负载机的作用后，接下来学习如何配置负载机。

1. 负载机上安装和配置 JDK 环境变量，JDK 版本建议和控制机的保持一致，避免因版本不一致导致出现其他的问题；

2. 负载机上配置 JMeter 环境，版本也建议和控制机保持一致；

3. 启动负载机 JMeter bin 目录下的 jmeter-server.bat 文件；

   如果你使用的是4.0版本 JMeter ，在启动 jmeter-server.bat 文件时会出现上面的错误提示。这个是因为 JMeter 在4.0版本中，RMI的默认传输机制将使用SSL，SSL需要密钥和证书才能工作 。

   解决这个问题的方式有2种，可以生成 jks 格式的密钥文件，另外也可以去修改负载机 JMeter bin目录下的 jmeter.properties 配置文件。在这里，我们只学习修改配置文件的方式。

4. 

负载均衡有两方面的意义：

1）首先，大量的并发访问或数据流量分担到多台节点设备上分别处理，减少用户等待响应的时间；

2）其次，单个重负载的运算分担到多台节点设备上做并行处理，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。

简单来说就是：

1）将大量的并发处理转发给后端多个节点处理，减少工作响应时间；

2）将单个繁重的工作转发给后端多个节点处理，处理完再返回给负载均衡中心，再返回给用户。

目前负载均衡技术大多数是用于提高诸如在Web服务器、FTP服务器和其它关键任务服务器上的Internet服务器程序的可用性和可伸缩性。

总之，它的目的就通过调度集群，达到最佳化资源使用，最大化吞吐率，最小化响应时间，避免单点过载的问题。

内容概述：本文将从负载均衡技术的分类、技术原理、常见实现算法、常用方案等入手，为您详细讲解负载均衡技术的方方面面。这其中，四层和七层负载均衡技术最为常用，它们也是本文介绍的重点。

2、负载均衡分类

TCP/IP协议的OSI模型：

根据OSI模型可将负载均衡分为：

1）二层负载均衡（一般是用虚拟mac地址方式，外部对虚拟MAC地址请求，负载均衡接收后分配后端实际的MAC地址响应）；

2）三层负载均衡（一般采用虚拟IP地址方式，外部对虚拟的ip地址请求，负载均衡接收后分配后端实际的IP地址响应）；

3）四层负载均衡（在三层负载均衡的基础上，用 ip+port 接收请求，再转发到对应的机器）；

4）七层负载均衡（根据虚拟的url或是IP，主机名接收请求，再转向相应的处理服务器）。

这其中，最常见的是四层和七层负载均衡，也是本文接下来介绍的重点。

当客户端发起请求，会经过层层的封装，发给服务器，服务器收到请求后经过层层的解析，获取到对应的内容。

下图是一个典型的HTTP请求分层传递原理：

3、二层负载均衡

二层负债均衡是基于数据链路层的负债均衡，即让负债均衡服务器和业务服务器绑定同一个虚拟IP（即VIP），客户端直接通过这个VIP进行请求。

那么如何区分相同IP下的不同机器呢？没错，通过MAC物理地址，每台机器的MAC物理地址都不一样，当负载均衡服务器接收到请求之后，通过改写HTTP报文中以太网首部的MAC地址，按照某种算法将请求转发到目标机器上，实现负载均衡。

这种方式负载方式虽然控制粒度比较粗，但是优点是负载均衡服务器的压力会比较小，负载均衡服务器只负责请求的进入，不负责请求的响应（响应是有后端业务服务器直接响应给客户端），吞吐量会比较高。

4、三层负载均衡

三层负载均衡是基于网络层的负载均衡，通俗的说就是按照不同机器不同IP地址进行转发请求到不同的机器上。

这种方式虽然比二层负载多了一层，但从控制的颗粒度上看，并没有比二层负载均衡更有优势，并且，由于请求的进出都要经过负载均衡服务器，会对其造成比较大的压力，性能也比二层负载均衡要差。

5、四层负载均衡

四层的负载均衡就是基于IP+端口的负载均衡：在三层负载均衡的基础上，通过发布三层的IP地址（VIP），然后加四层的端口号，来决定哪些流量需要做负载均衡，对需要处理的流量进行NAT处理，转发至后台服务器，并记录下这个TCP或者UDP的流量是由哪台服务器处理的，后续这个连接的所有流量都同样转发到同一台服务器处理。

对应的负载均衡器称为四层交换机（L4 switch），主要分析IP层及TCP/UDP层，实现四层负载均衡。

此种负载均衡器不理解应用协议（如HTTP/FTP/MySQL等等），常见例子有：LVS，F5。

6、七层负载均衡

七层的负载均衡就是基于虚拟的URL或主机IP的负载均衡：在四层负载均衡的基础上（没有四层是绝对不可能有七层的），再考虑应用层的特征，比如同一个Web服务器的负载均衡，除了根据VIP加80端口辨别是否需要处理的流量，还可根据七层的URL、浏览器类别、语言来决定是否要进行负载均衡。

举个例子，如果你的Web服务器分成两组，一组是中文语言的，一组是英文语言的，那么七层负载均衡就可以当用户来访问你的域名时，自动辨别用户语言，然后选择对应的语言服务器组进行负载均衡处理。

对应的负载均衡器称为七层交换机（L7 switch），除了支持四层负载均衡以外，还有分析应用层的信息，如HTTP协议URI或Cookie信息，实现七层负载均衡。此种负载均衡器能理解应用协议，常见例子有：  haproxy，MySQL Proxy。

上文就是小编为大家整理的分布式负载机均衡技术中分类、原理、具体配置讲解。

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