负载均衡（Load Balancing）是一种计算机技术，用于在多个服务器、网络连接、计算资源之间合理分配工作负载，以提升应用程序的可用性、性能和可扩展性，以下是详细介绍：
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工作原理
- 流量分配：负载均衡器会监控一组后端服务器的实时状态，依照设定的算法，将来访的网络流量、用户请求均匀或按特定规则分发给后端服务器处理。例如，将电商网站的用户下单请求分发给不同的订单处理服务器。
- 健康检查：定时检查后端服务器是否正常运行，倘若某台服务器出现故障，如响应超时、端口无响应，负载均衡器会自动停止向它分配新请求，后续请求转至其他健康服务器，避免用户请求遇到错误。
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负载均衡算法
- 轮询算法（Round Robin）：按顺序依次将请求分配给后端服务器，循环往复，保证各服务器接收请求数量大致相同，非常公平，适用于所有服务器性能相近的场景。
- 加权轮询算法（Weighted Round Robin）：考虑到服务器性能差异，给性能强的服务器分配更高权重，权重高的服务器在一轮分配中会收到更多请求。比如，配置高的服务器权重设为 3，普通服务器权重设为 1，前者接收请求频率就是后者 3 倍。
- 最少连接算法（Least Connections）：优先把新请求分配给当前连接数最少的服务器，适合处理长连接或连接时长差异大的应用，确保各服务器负载更均衡。
- IP 哈希算法（IP Hash）：依据客户端 IP 地址计算哈希值，借此决定请求发往哪台服务器，如此，同一客户端的多次请求大概率会被同一台服务器处理，常用于有状态服务场景，像在线游戏，能维持玩家会话连贯性。
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实现方式与部署位置
- 硬件负载均衡器：是专门的物理设备，像 F5 Networks 的 Big-IP 系列，性能强劲、功能丰富，能处理海量并发流量，稳定性高，不过价格昂贵，常用于对可靠性、性能要求苛刻的大型企业数据中心。
- 软件负载均衡器：基于软件实现，比如 Nginx、HAProxy 。Nginx 安装配置简便，能高效处理 HTTP、HTTPS 协议；HAProxy 对 TCP、UDP 协议支持出色，功能定制灵活，成本较低，中小规模网站或创业公司采用较多。
- 云负载均衡服务：云服务商提供的托管式负载均衡方案，例如亚马逊的 Elastic Load Balancing、阿里云的负载均衡服务。用户直接在云平台上简单配置就能使用，与云资源集成度高、可按需扩展，还免去硬件维护成本。依据负载均衡器部署位置，又分四层（传输层）负载均衡与七层（应用层）负载均衡：
- 四层负载均衡：工作在传输层，依据 IP 地址和端口号转发流量，性能高、速度快，常用于转发 TCP、UDP 流量，像视频流、游戏数据传输场景。
- 七层负载均衡：运作于应用层，能识别 HTTP、HTTPS 等应用层协议内容，按内容做更智能的请求分发，如按用户请求的 URL 路径、Cookie 信息把请求导向特定服务器。
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应用场景
- 高流量网站：电商、新闻资讯类大型网站访客众多，负载均衡把请求分散到多台 Web 服务器，防单台服务器过载，维持快速响应。
- 云计算环境：云平台中多租户共享资源，负载均衡合理分配各租户的计算、存储任务，提升资源利用率与服务质量。
- 企业应用系统：诸如 ERP、CRM 系统，保障企业内大量员工稳定访问，避免关键业务流程卡顿，提升办公效率。
