摘要：在现代分布式系统中，负载均衡（Load Balancing），是非常核心的组件。

大家好，我是mikechen。

负载均衡是大型架构的必备技能，下面我详解负载均衡架构及实现@mikechen

文章来源：mikechen.cc

负载均衡架构

在现代分布式系统中，负载均衡（Load Balancing），是非常核心的组件。

它通过将网络流量，分发到多个后端服务器上，来提高应用程序的可用性、可伸缩性、和性能。

如下图所示：

根据部署的复杂度和需求，负载均衡架构：可以分为单层、双层、和多层。

单层负载均衡架构

为了更好的理解亿级负载架构，我先从单层讲起，如何一步步演变而来。

单层负载均衡架构：是最基础、和最直接的负载均衡部署方式。

在这种架构中，所有入站客户端请求，都直接通过一个负载均衡器（或一个负载均衡器集群）。

然后由这个负载均衡器，将请求分发到最终处理请求的后端服务器集群。

如下图所示：

单层”通常意味着， 所有外部流量，都直接到达这个单一的负载均衡层。

部署简单，架构清晰，易于理解和配置。

成本较低，对于中小型应用或流量模式相对简单的场景，资源投入较少。

但是，如果负载均衡器本身没有高可用（HA）配置，它可能成为单点故障。

即使有HA，其处理能力也可能成为整个系统的性能上限。

双层负载均衡架构

双层负载均衡架构：是指在系统中，有两层不同的负载均衡器协同工作。

其中，第一层使用 LVS（Linux Virtual Server），进行四层负载均衡。

第二层：则使用 Nginx 进行七层负载均衡，是这种架构的典型代表。

整体架构，如下图所示：

第一层：可以考虑使用“LVS”。

LVS 工作在 OSI 模型的第四层（传输层），基于 IP 地址和端口号进行请求转发。

它不对应用层内容进行解析，因此处理速度极快，能够承载极高的并发连接数和吞吐量。

第二层负载均衡器位于 LVS 之后，直接接收 LVS 转发过来的流量，一般可以考虑使用“Nginx”。

LVS 提供极致的转发性能，Nginx 提供强大的应用层功能，各司其职，相得益彰。

亿级负载均衡架构

亿级负载均衡架构：是双层架构的进一步演进，系统根据业务需求和复杂性，引入了三层或更多层的负载均衡器。

亿级负载均衡架构的核心思想：是“分而治之”，通过多层负载均衡实现。

如下图所示：

通常，这样的架构至少包含三层，甚至更多：

全局/边缘负载均衡（GSLB/Edge LB）， 解决跨地域、跨数据中心调度。

区域/集群入口负载均衡， 解决数据中心内部服务模块分发。

服务内部负载均衡（Internal/Service Mesh LB），解决服务实例间的高效通信。

这通常发生在大型、复杂的微服务架构、多区域部署或有严格性能隔离需求的环境中。

最高级别的可用性、和可靠性， 提供了多重冗余和故障隔离机制。

强大的扩展能力， 能够支撑超大规模的并发请求和数据吞吐。

但是，极度复杂， 部署、配置、监控和维护成本非常高，需要专业的运维团队和技术积累。

以上

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来源：孙晏欣