互联网十万个为什么之什么是负载均衡？

负载均衡是一种对流量进行按需分发的服务，通过将流量分发到不同的后端服务器来扩展应用系统的吞吐能力，并且可以消除系统中的单点故障，提升应用系统的可用性。

为什么需要负载均衡？

负载均衡的出现主要是为了解决用户在网络服务中面临的以下问题：

• 单台服务器性能不足 中大规模系统/网站访问流量比较大，单台服务器处理能力不足，使用多台服务器提供服务，因此需要负载均衡做流量调度，提升服务能力。
• 业务需要灵活调度 对于访问量巨大的网站/系统，对流量处理调度要求很高，此时需要负载均衡的超强性能+调度算法甚至高级转发能力实现对业务的灵活调度。
• 单点故障 关键系统/网站需要多服务器做负载均衡高可用，避免一台服务器故障业务就受影响，需要负载均衡进行健康检查，可及时发现和屏蔽故障服务。
• 业务对外暴露需要 负载均衡可以提供反向代理能力，通过负载均衡的统一对外提供服务，用户后端服务无需直接对外暴露，提升业务的安全性。

负载均衡有哪些实际应用？

负载均衡广泛应用于视频/游戏大并发流量、零售/金融/企业高可靠场景、云原生网络应用和跨地域网络应用等场景。

• 视频/游戏等大并发流量场景 音视频/游戏等行业经常面临突发访问，海量流量，后端服务压力大。如短视频/长视频/直播/在校教育/游戏等业务中，由于服务端与用户端之间需要实时大量的互动，因此，用户流量非常大，而音视频业务的波峰波谷效应明显，这对整个系统的性能、弹性、稳定性和可用性带来了巨大的挑战，需要使用负载均衡进行流量分发。
• 零售/金融/企业等弹性高可靠场景 新零售新金融业务变化快，新业务上线、老业务调整时常发生，大促大型活动常态化；因此，对即开即用网络，快速交付能力，弹性伸缩能力，安全可靠、灵活计费等需求显著，需要使用负载均衡搭建高可靠架构。
• 云原生网络应用场景 随着云原生逐步成熟，互联网/金融/企业等诸多行业新建业务时选择云原生部署，或对现有业务进行云原生化改造。无论是使用阿里云ACK/ASK/SAE还是开源K8s，云原生网络均可用到负载均衡服务来实现流量调度。
• 跨地域网络应用场景 跨地域跨可用区的容灾方案。互联网/金融/企业等业务逐步遍及全球，需要将不同地域用户智能调度访问到相应的业务系统，为了降本增效，线下IDC业务需要与云上业务互通，需要使用负载均衡构建跨地域或混合云容灾架构。

负载均衡是如何工作的？

负载均衡的工作原理示意图如下：

1. 负载均衡通过监听网络流量，将请求从客户端传递到负载均衡服务。负载均衡服务接收到请求后，会根据预定义的调度算法，决定将请求分发到哪个后端服务器上。
2. 负载均衡服务会维护一个或多个服务器组，其中包含多个后端服务器。负载均衡服务会根据服务器的健康状态和负载情况，选择合适的服务器来接收请求。这样可以确保每个服务器能够均衡地处理请求，避免单个服务器负载过重导致性能下降或服务不可用。