從單伺服器模式到負載均衡設計
作者：Grey
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單伺服器模型是最簡單的一種架構，參考如下圖
使用者訪問一個 URL，URL 會先到 DNS 伺服器進行域名解析，然後返回給客戶端一個 IP 地址，客戶端會透過這個 IP 地址訪問到真正的服務，服務接收到客戶端請求以後，返回對應的 HTML 頁面，就完成了整個過程。
當然，以上是靜態頁面，相對複雜的應用會配置資料庫，架構如下
在選擇資料庫的時候，會涉及資料庫選型問題，有兩類比較主流的資料庫可以選擇，即關係型資料庫和非關係型資料庫。
關係型資料庫也被稱為關係型資料庫管理系統（RDBMS），關係型資料庫以表和行來表示和儲存資料。其優勢是你可以使用 SQL 語句在不同的資料庫表中執行連線操作。
非關係型資料庫也被稱為 NoSQL 資料庫。 一般被歸納為四類：鍵值儲存、圖形儲存、列儲存和文件儲存。非關係型資料庫一般不支援連線操作。
對於大多數開發者來說，關係型資料庫是最好的選擇，因為它們已經存在了40多年且一直執行良好；然而，如果關係型資料庫不適合你的特定用例，
比如
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應用需要超低的延遲。
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資料是非結構化的，或者你沒有任何關係型資料。
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只需要對資料進行序列化和反序列化（JSON、XML、YAML等）。
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需要儲存大量的資料
則非關係型資料庫可能是正確的選擇。
關係型和非關係型資料庫的選型可以參考這個網站：DB-Engines Ranking
隨著使用者數量增多，單服務架構的設計可能會導致一些問題，比如：
使用者是直接連線到網路伺服器的。如果網路伺服器離線，使用者將無法訪問網站，在另一種情況下，如果許多使用者同時訪問網路伺服器，並達到網路伺服器的負載極限，使用者一般會遇到較慢的響應或無法連線到伺服器。
針對這些問題，有兩種主要的思路，分別是：水平擴充套件和垂直擴充套件。
垂直擴充套件，簡言之就是在你的伺服器上增加更多的配置，比如 CPU、記憶體 等資源。
水平擴充套件，簡言之就是增加更多的服務例項來擴充套件的服務能力。
當流量較低時，垂直擴充套件是一個很好的選擇，簡單直接。但是垂直擴充套件也有嚴重的侷限性，因為
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不可能在一臺伺服器上增加無限的 CPU 和記憶體。
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垂直擴充套件不具備故障轉移和冗餘功能。如果一臺伺服器癱瘓了，整個網站/應用程式就會完全癱瘓。
由於垂直擴充套件的侷限性，水平擴充套件對於大規模的應用來說是比較理想的。
水平擴充套件的一個技術就是負載均衡。可以比較好的解決這個問題。架構如下
如圖所示，使用者直接連線到負載均衡器的公共 IP。在這種設定下，網路伺服器已經無法被客戶直接訪問。為了提高安全性，伺服器之間的通訊使用了私有 IP。私有 IP 是一個只能在同一網路中的伺服器之間到達的 IP 地址；但是，它在網際網路上是無法到達的。負載均衡器透過私有 IP 與網路伺服器進行通訊。
在圖中，在新增了一個負載均衡伺服器和第二個 Web 伺服器後，我們成功地解決了沒有故障轉移的問題，並提高了Web層的可用性。
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如果伺服器1離線，所有的流量將被路由到伺服器2。這可以防止網站離線。我們還將在伺服器池中新增一個新的健康的Web伺服器，以平衡負載。
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如果網站流量迅速增長，而兩臺伺服器不足以處理這些流量，負載均衡器可以優雅地處理這個問題。你只需要向網路伺服器池新增更多的伺服器，負載平衡器就會自動開始向它們傳送請求。