负载均衡算法比较分析

1. 加权轮询算法 Weighted Round-Robin Scheduling

• 原理：轮叫调度算法就是以轮叫的方式依次将请求调度不同的服务器，即每次调度执行i = (i + 1) mod n，选出第i台服务器。加权轮叫调度算法可以解决服务器间性能不一的情况，它用相应的权值表示服务器的处理性能，按权值的高低和轮叫方式分配请求到各服务器。权值高的服务器先收到的连接，权值高的服务器比权值低的服务器处理更多的连接，相同权值的服务器处理相同数目的连接数。

• 优势：算法的优点是其简洁性，和实用性。它无需记录当前所有连接的状态，所以它是一种无状态调度。

• 劣势：加权轮叫调度算法相对简单，但不适用于请求服务时间变化比较大，或者每个请求所消耗的时间不一致的情况，此时轮叫调度算法容易导致服务器间的负载不平衡。

• 适用场景：每个请求所占用的后端时间基本相同，负载情况最好。常用于短连接服务，例如 HTTP 等服务。

• 用户推荐：用户可知每个请求所占用后端时间基本相同时，如已知rs处理的都是同类型或者相似类型的请求时，推荐选择加权轮询的方式。当请求时间相差较小时也推荐使用加权轮询的方式，因为该实现方式消耗小，无需遍历，效率较高。

2. 加权最小连接数 Weighted Least-Connection Scheduling

• 原理：在实际情况中，客户端的每一次请求服务在服务器停留的时间可能会有较大的差异，随着工作时间的延伸，如果采用简单的轮询或随机均衡算法，每一台服务器上的连接进程数目可能会产生极大的不同，这样实际上并没有达到真正的负载均衡。最小连接调度是一种动态调度算法，它通过服务器当前所活跃的连接数来估计服务器的负载情况。与轮询调度算法相反，最小连接调度是一种动态调度算法，它通过服务器当前所活跃的连接数来估计服务器的负载情况。调度器需要记录各个服务器已建立连接的数目，当一个请求被调度到某台服务器，其连接数加1; 当连接中止或超时，其连接数减一。权重最少连接数调度算法是在做少连接数调度算法的基础上，根据服务器的不同处理能力，给每个服务器分配不同的权值，使其能够接受相应权值数的服务请求，是在最少连接数调度算法的基础上的改进。
  　　1）  假设各台rs的权值依次为wi,当前连接数依次为ci,依次计算ci/wi,值最小的rs作为下一个分配的rs
  　　2）  如果存在ci/wi相同的rs，这些rs再使用加权轮训的方式调度

• 优势：此种均衡算法适合长时处理的请求服务，如FTP等应用。

• 劣势：由于接口限制，目前最小连接数和会话保持功能不能同时开启。

• 适用场景：每个请求所占用的后端时间相差较大的场景。常用于长连接服务。

• 用户推荐：如果用户需要处理不同的请求，且请求所占用后端时间相差较大，如3ms和3s这种数量级的差距时，推荐使用加权最小连接数算法实现负载均衡。

3. 源地址散列调度算法 ip_hash

• 原理：根据请求的源IP地址，作为散列键（Hash Key）从静态分配的散列表找出对应的服务器，若该服务器是可用的且未超载，将请求发送到该服务器，否则返回空

• 优势：ip_hash可以实现部分会话保持的效果，能够记住源ip，使某一client请求通过hash表一直映射在同一台rs上。因此在不支持会话保持的场景可以使用ip_hash进行调度。

• 用户推荐：将请求的源地址进行hash运算，并结合后端的服务器的权重派发请求至某匹配的服务器，这可以使得同一个客户端IP的请求始终被派发至某特定的服务器。该方式适合负载均衡无cookie功能的TCP协议。