## 定义

在多个服务器间分散请求，提高系统性能和可用性。

## 核心作用

- **高可用**：单点故障不中断服务
- **高性能**：分散负载，提高吞吐量
- **可扩展**：增加服务器应对增长

## 实现层级

**第4层（传输层）**：基于IP/端口，性能最高，功能简单。工具：LVS、HAProxy  
**第7层（应用层）**：基于HTTP/内容，功能强大，性能较低。工具：Nginx、HAProxy

## 常见算法

|算法|原理|适用|
|---|---|---|
|轮询|依次分配给每个服务器|无状态短连接|
|加权轮询|按性能分配权重|性能差异大|
|最少连接|分配给连接数最少的服务器|长连接应用|
|IP哈希|相同IP总路由到同一服务器|会话保持|
|一致性哈希|哈希环实现，服务器变化影响小|分布式缓存|
|随机|随机选择服务器|简单场景|
|响应时间|选择响应最快的服务器|延迟敏感|

## 主流产品

**硬件**：F5 Big-IP、Citrix NetScaler（功能全面，价格贵）  
**开源**：Nginx（最流行）、HAProxy（功能强大）、LVS（性能最高）  
**云服务**：AWS ELB、阿里云SLB、腾讯云CLB、Azure LB

## 应用场景

1. **Web应用**：多个服务器部署相同应用
2. **数据库**：主库写，多个从库读
3. **微服务**：服务发现和分配
4. **API网关**：统一入口分配到不同服务
5. **CDN**：地理位置分散

## 关键特性

- **健康检查**：定期检测服务器状态，自动隔离故障
- **会话保持**：确保用户请求路由到同一服务器
- **连接复用**：HTTP Keep-Alive，减少连接开销
- **限流**：保护后端服务器
- **超时管理**：设置连接和请求超时时间

## 部署模式

**单点**：一个LB + 多个服务器（简单但有单点风险）  
**主备**：主LB + 备LB + VIP自动转移（高可用）  
**多活**：多个LB并行工作 + DNS分散（性能最优）  
**分层**：DNS级（地域）→ 网络级（区域）→ 应用级（服务器）

## 选择指南

|条件|方案|
|---|---|
|小规模(<1K QPS)|Nginx基础配置|
|中等规模(1K-10K QPS)|Nginx/HAProxy|
|大规模(>10K QPS)|LVS/硬件/云服务|
|复杂业务逻辑|Nginx高级/HAProxy/硬件|
|云环境|用云厂商服务|
|成本优先|开源方案(Nginx/HAProxy)|

## 常见问题解决

|问题|解决方案|
|---|---|
|LB单点故障|主备部署或多活部署 + VIP|
|会话不一致|会话粘性或分布式会话存储(Redis)|
|调试困难|分布式追踪(Jaeger/Zipkin) + 日志聚合|
|服务器增删影响大|用一致性哈希|

## 优缺点

**优势**：高可用、高吞吐、易扩展、故障转移、灵活部署  
**局限**：成本增加、系统复杂、可能增加延迟、会话管理复杂

## 快速判断使用场景

- 单个服务器无法承载 → 需要负载均衡
- 需要故障自动转移 → 需要负载均衡
- 频繁发布部署 → 需要负载均衡
- 想水平扩展系统 → 需要负载均衡
- 对性能无特殊要求的小应用 → 暂可不用