嘿,各位小伙伴,我是老码小张。
咱们做开发的,特别是刚开始接触后端服务的同学,可能经常遇到这样的场景:用户量一上来,应用响应变慢甚至卡死,老板在后面催,用户在群里骂,咋办?最直接的想法是不是“加机器”?没错,加机器是能解决一部分问题,但这就像头痛医头脚痛医脚,不够优雅,成本也高。
你有没有想过,那些大厂动辄百万、千万 QPS 的系统,是怎么做到丝般顺滑,还能悄无声息地发布新功能、做各种 A/B 测试的?难道他们就是无限堆机器吗?
其实,这里面有个关键角色经常被我们忽视,或者说,我们只用了它最基础的功能,那就是负载均衡器 (Load Balancer)。很多人以为负载均衡就是简单地把流量分发到不同的服务器上,搞个轮询就完事了。如果你也这么想,那可就太小看它了!
今天,咱们就来深挖一下,负载均衡器除了扛流量,还能玩出哪些让你“卧槽”的高级操作,掌握了这些,你也能在部署、测试、安全方面秀翻全场!
这部分算是基础课,但很重要。负载均衡的核心职责当然是分发流量,避免单点故障,提高系统整体可用性和处理能力。常见的策略有:
这些基础策略是负载均衡的基本功,但真正让它发光发热的,是下面这些进阶玩法。
每次上线新版本是不是都心惊胆战,生怕搞挂了服务?负载均衡器能帮你实现平滑发布,用户几乎无感知。
蓝绿 vs 金丝雀怎么选?
特性 | 蓝绿部署 | 金丝雀发布 |
---|---|---|
切换方式 | 瞬间全量切换 | 逐步按比例切换 |
风险 | 相对较高(新版本问题影响所有用户) | 较低(问题只影响少量用户) |
回滚速度 | 非常快(直接切回旧环境) | 快(调整流量比例即可) |
资源需求 | 需要双倍资源(短时间) | 只需要少量额外资源(新版本机器) |
复杂度 | 相对简单 | 稍微复杂(需要精细流量控制) |
适合场景 | 对发布中断容忍度低、需要快速回滚 | 需要控制风险、观察新版本表现 |
想知道新设计的按钮用户更喜欢点哪个?或者某个算法优化效果如何?A/B 测试是常用的手段。负载均衡器(特别是 L7 负载均衡器,能看到 HTTP 报文内容)就能帮你实现:
你可以配置规则,让 LB 根据用户的某些特征(比如 User-Agent、请求头里的特定标记、Cookie、用户 ID 范围等)把他们导向不同的后端服务集群,这些集群可能运行着不同界面或逻辑的版本。
比如,用 Nginx 实现一个简单的基于 Cookie 的 A/B 测试分流:
http {
# 定义 A 和 B 两个后端集群
upstream backend_A {
server server_A1;
server server_A2;
}
upstream backend_B {
server server_B1;
server server_B2;
}
# 根据 cookie 'version' 的值来决定路由
map $cookie_version $backend_choice {
default backend_A; # 默认或没有 cookie 去 A
"B" backend_B; # cookie version=B 去 B
}
server {
listen 80;
location / {
# 将请求代理到 map 指令选择的后端
proxy_pass http://$backend_choice;
# ... 其他配置
}
}
}
这样,你就可以给一部分用户设置 version=B
的 Cookie,让他们体验新版本,收集数据做对比了。
只管分发不管死活可不行。负载均衡器会定期检查后端服务器是不是还“活着”,能不能正常处理请求。这就是健康检查 (Health Checks)。
它可以是简单的 PING,也可以是尝试建立 TCP 连接,或者发送一个 HTTP 请求(比如访问 /health
接口)并检查返回的状态码或内容。
如果一台服务器连续几次健康检查失败,LB 就会把它从可用服务器列表里踢出去,不再给它发流量,直到它恢复正常并通过检查。这对于保障服务高可用至关重要!
实践小提示: 健康检查的接口 /health
应该尽量轻量,快速返回,不要涉及复杂的业务逻辑或数据库查询,避免健康检查本身拖垮服务器。
HTTPS 现在是标配了。但每个后端服务器都配置 SSL 证书、处理加解密,挺麻烦的,也消耗 CPU 资源。
可以让负载均衡器来做SSL 终止 (SSL Termination)。就是说,用户的 HTTPS 请求到达 LB 后,LB 负责解密,然后用普通的 HTTP 把请求转发给内部的后端服务器。后端服务器就不用管 SSL 的事了,美滋滋。
好处:
注意点: LB 和后端服务器之间是明文 HTTP 通信,所以要确保这段内部网络是安全的、可信的。
有些老应用可能把用户的会话信息(比如购物车)存在单台服务器的内存里。如果用了负载均衡,用户的第一个请求到了服务器 A,第二个请求可能就被分到服务器 B 了,那存在 A 的会话信息就丢了!
这时候可以用粘性会话 (Sticky Sessions),也叫会话保持。LB 会想办法让同一个用户的后续请求,尽量落到第一次处理他请求的那台服务器上。实现方式通常是基于 Cookie(LB 插入一个特殊的 Cookie)或者源 IP 地址(就是前面说的 IP Hash)。
优点: 简单粗暴解决老应用的会话问题。 缺点:
更好的实践: 尽量设计无状态的应用,把会话信息存到外部存储(如 Redis、Memcached)或数据库里,这样任何一台服务器都能处理用户请求,这才是更现代、更具扩展性的做法。粘性会话更多是作为一种兼容手段。
很多现代负载均衡器(特别是商业产品或云厂商提供的 LB)集成了 Web 应用防火墙 (WAF) 功能,可以在流量到达你的应用服务器之前,就过滤掉常见的 Web 攻击,比如 SQL 注入、XSS 攻击等。
同时,负载均衡器作为流量入口,也是抵御 DDoS 攻击的第一道防线。它可以识别和丢弃异常流量,或者配合专门的 DDoS 清洗服务一起工作。
看到这里,是不是觉得以前对负载均衡的认识有点“图样图森破”了?它不仅仅是个流量调度员,更像是个集发布总管、测试助手、安全门卫、性能优化师于一身的多面手!
当然,负载均衡器本身也有不同类型(比如软件的 Nginx、HAProxy,硬件的 F5,云厂商的 ELB/ALB/NLB;还有工作在网络第四层 OSI 模型的 L4 LB 和工作在第七层应用层的 L7 LB),它们的能力和侧重点也不同。L7 LB 因为能理解 HTTP 协议,所以能玩出更多上面提到的高级花样。
选择哪种 LB,用哪些高级功能,取决于你的具体业务场景、技术栈和团队能力。但理解了这些原理和可能性,下次再遇到流量、发布、测试的问题时,你就能多一个强大的武器库来选择了!
希望今天聊的这些对你有启发。
我是老码小张,一个喜欢研究技术原理,并且在实践中不断成长的技术人。希望这篇文章对你有帮助,也欢迎大家留言交流你的看法!
原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。
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