負載均衡設備的產生都是依據負載均衡算法的，那么現在我們就來研究一下它們的原理內容。包括輪詢調度算法和權重輪詢調度算法。這兩種都是負載均衡算法的核心內容。通過兩個算法的介紹，也能幫助我們理解負載均衡的概念。

負載均衡算法——輪詢調度算法(Round-Robin Scheduling)

輪詢調度算法的原理是每一次把來自用戶的請求輪流分配給內部中的服務器,從1開始,直到N(內部服務器個數),然后重新開始循環，這也是負載均衡算法的核心內容。

算法的優點是其簡潔性,它無需記錄當前所有連接的狀態,所以它是一種無狀態調度｡

輪詢調度算法流程

假設有一組服務器N臺,S = {S1, S2, …, Sn},一個指示變量i表示上一次選擇的服務器ID｡變量i被初始化為N-1｡其算法如下:

j = i;   
  do   
{  
  j = (j + 1) mod n;  
  i = j;  
  return Si;  
} while (j != i);  
return NULL; 

 這種算法的邏輯實現如圖1所示:

圖1 輪詢調度實現邏輯圖示

輪詢調度算法假設所有服務器的處理性能都相同,不關心每臺服務器的當前連接數和響應速度｡當請求服務間隔時間變化比較大時,輪詢調度算法容易導致服務器間的負載不平衡｡

所以此種均衡算法適合于服務器組中的所有服務器都有相同的軟硬件配置并且平均服務請求相對均衡的情況｡#p#

權重輪詢調度算法(Weighted Round-Robin Scheduling)

上面所講的輪詢調度算法并沒有考慮每臺服務器的處理能力,在實際情況中,可能并不是這種情況｡由于每臺服務器的配置､安裝的業務應用等不同,其處理能力會不一樣｡所以,我們根據服務器的不同處理能力,給每個服務器分配不同的權值,使其能夠接受相應權值數的服務請求｡

負載均衡算法——權重輪詢調度算法流程

這一負載均衡算法是輪訓調度算法的升級版本。假設有一組服務器S = {S0, S1, …, Sn-1},W(Si)表示服務器Si的權值,一個指示變量i表示上一次選擇的服務器,指示變量cw表示當前調度的權值,max(S)表示集合S中所有服務器的***權值,gcd(S)表示集合S中所有服務器權值的***公約數｡變量i初始化為-1,cw初始化為零｡其算法如下:

while (true) {   
  i = (i + 1) mod n;  
  if (i == 0) {  
     cw = cw - gcd(S);  
     if (cw <= 0) {  
             cw = max(S);  
             if (cw == 0)  
             return NULL;  
}  
}   
  if (W(Si) >= cw)   
    return Si;  
} 

這種算法的邏輯實現如圖2所示,圖中我們假定四臺服務器的處理能力為3:1:1:1｡

由于權重輪詢調度算法考慮到了不同服務器的處理能力,所以這種均衡算法能確保高性能的服務器得到更多的使用率,避免低性能的服務器負載過重｡所以,在實際應用中比較常見｡

總結

兩大負載均衡算法，輪詢調度算法以及權重輪詢調度算法的特點是實現起來比較簡潔,并且實用｡目前幾乎所有的負載均衡設備均提供這種功能｡