客户端负载均衡Ribbon之一:Spring Cloud Netflix负载均衡组件Ribbon介绍

Netflix:['netfliːks]

ribbon:[ˈrɪbən][ˈrɪbən]
n. 带; 绶带; (打印机的) 色带; 带状物;
v. 把…撕成条带; 用缎带装饰; 形成带状;

   

LB方案分类

  目前主流的LB方案可分成两类:

  • 一种是集中式LB, 即在服务的消费方和提供方之间使用独立的LB设施(可以是硬件,如F5, 也可以是软件,如nginx), 由该设施负责把访问请求通过某种策略转发至服务的提供方;
  • 另一种是进程内LB,将LB逻辑集成到消费方,消费方从服务注册中心获知有哪些地址可用,然后自己再从这些地址中选择出一个合适的服务器。Ribbon就属于后者,它只是一个类库,集成于消费方进程,消费方通过它来获取到服务提供方的地址。

软负载均衡:

软负载均衡的实现方式有两种,分别是服务端的负载均衡和客户端的负载均衡

服务端负载均衡:当浏览器向后台发出请求的时候,会首先向反向代理服务器发送请求,反向代理服务器会根据客户端部署的ip:port映射表以及负载均衡策略,来决定向哪台服务器发送请求,一般会使用到nginx反向代理技术。

客户端负载均衡:当浏览器向后台发出请求的时候,客户端会向服务注册器(例如:Eureka Server),拉取注册到服务器的可用服务信息,然后根据负载均衡策略,直接命中哪台服务器发送请求。这整个过程都是在客户端完成的,并不需要反向代理服务器的参与。

Ribbon介绍

  Ribbon是Netflix发布的开源项目,主要功能是提供客户端的软件负载均衡算法,将Netflix的中间层服务连接在一起。Ribbon客户端组件提供一系列完善的配置项如连接超时,重试等。简单的说,就是在配置文件中列出Load Balancer后面所有的机器,Ribbon会自动的帮助你基于某种规则(如简单轮询,随即连接等)去连接这些机器。我们也很容易使用Ribbon实现自定义的负载均衡算法。

 

Ribbon的主要组件与工作流程

Ribbon的核心组件(均为接口类型)有以下几个:

  • ServerList 
    用于获取地址列表。它既可以是静态的(提供一组固定的地址),也可以是动态的(从注册中心中定期查询地址列表)。

  • ServerListFilter 
    仅当使用动态ServerList时使用,用于在原始的服务列表中使用一定策略过虑掉一部分地址。

  • IRule 
    选择一个最终的服务地址作为LB结果。选择策略有轮询、根据响应时间加权、断路器(当Hystrix可用时)等。

Ribbon在工作时首选会通过ServerList来获取所有可用的服务列表,然后通过ServerListFilter过虑掉一部分地址,最后在剩下的地址中通过IRule选择出一台服务器作为最终结果。

与Eureka结合使用

当与Eureka组合使用Ribbon时,ServerList接口会使用DiscoveryEnabledNIWSServerList实现,该实现会通过 EurekaClient 向Eureka服务器获取可用的服务列表。ServerListFilter默认实现为ZonePreferenceServerListFilter,其作用是过虑掉不同zone下的服务(即优先选择同一个zone下的地址)。IRule使用ZoneAvoidanceRule实现,它是一种复合策略,同时使用ZoneAvoidancePredicateAvailabilityPredicate来判断是否选择某个server,前者以一个区域为单位判断可用性,对于不可用的区域整个丢弃,从剩下区域中选可用的server;后者用于过滤掉连接数过多和断路器处于打开状态的server。该复合策略经过上述两次过虑后最终选择出一个地址作为LB结果。

Ribbon自带负载均衡策略比较

策略名 策略声明 策略描述 实现说明
BestAvailableRule public class BestAvailableRule extends ClientConfigEnabledRoundRobinRule 选择一个最小的并发请求的server

逐个考察Server,如果Server被tripped了,则忽略,在选择其中ActiveRequestsCount最小的server
AvailabilityFilteringRule public class AvailabilityFilteringRule extends PredicateBasedRule 过滤掉那些因为一直连接失败的被标记为circuit tripped的后端server,并过滤掉那些高并发的的后端server(active connections 超过配置的阈值) 使用一个AvailabilityPredicate来包含过滤server的逻辑,其实就就是检查status里记录的各个server的运行状态
WeightedResponseTimeRule public class WeightedResponseTimeRule extends RoundRobinRule 根据相应时间分配一个weight,相应时间越长,weight越小,被选中的可能性越低。 一个后台线程定期的从status里面读取评价响应时间,为每个server计算一个weight。Weight的计算也比较简单responsetime 减去每个server自己平均的responsetime是server的权重。当刚开始运行,没有形成statas时,使用roubine策略选择server。
RetryRule public class RetryRule extends AbstractLoadBalancerRule 对选定的负载均衡策略机上重试机制。 在一个配置时间段内当选择server不成功,则一直尝试使用subRule的方式选择一个可用的server
RoundRobinRule public class RoundRobinRule extends AbstractLoadBalancerRule 简单轮询服务列表来选择服务器。它是Ribbon默认的负载均衡规则 轮询index,选择index对应位置的server
RandomRule public class RandomRule extends AbstractLoadBalancerRule 随机选择一个server 在index上随机,选择index对应位置的server
ZoneAvoidanceRule public class ZoneAvoidanceRule extends PredicateBasedRule 复合判断server所在区域的性能和server的可用性选择server 使用ZoneAvoidancePredicate和AvailabilityPredicate来判断是否选择某个server,前一个判断判定一个zone的运行性能是否可用,剔除不可用的zone(的所有server),AvailabilityPredicate用于过滤掉连接数过多的Server。

 

Ribbon架构图

这里以随机访问策略来举个栗子:

1、ribbon配置文件添加:随机访问策略

service-B.ribbon.NFLoadBalancerRuleClassName=com.netflix.loadbalancer.RandomRule

其中service-B是我注册到Eureka的serviceID,一共起了3个示例。

2、main类注册:

    @Bean
    @LoadBalanced
    RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }

    @Bean
    public IRule ribbonRule() {
        return new RandomRule();//这里配置策略,和配置文件对应
    }   

一定记得加第二个注册,很多文章没有。里面配具体的策略。

3、Controller:

@RestController
public class ConsumerController {

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @Autowired  
    private LoadBalancerClient loadBalancerClient;  

    @RequestMapping(value = "/add", method = RequestMethod.GET)
    public String add(@RequestParam Integer a,@RequestParam Integer b) {
        this.loadBalancerClient.choose("service-B");//随机访问策略
        return restTemplate.getForEntity("http://service-B/add?a="+a+"&b="+b, String.class).getBody();

    }

}

 

关于负载均衡相关的四个配置项

这些配置项的前缀是【客户端名称】.ribbon

The supported properties are listed below and should be prefixed by <clientName>.ribbon.:

  • NFLoadBalancerClassName: should implement ILoadBalancer
  • NFLoadBalancerRuleClassName: should implement IRule
  • NFLoadBalancerPingClassName: should implement IPing
  • NIWSServerListClassName: should implement ServerList
  • NIWSServerListFilterClassName should implement ServerListFilter

 

其中比较重要的是NFLoadBalancerRuleClassName,我们可以通过这个配置项定制需要的负载均衡规则,可以是ribbon提供的原生的几种规则类,也可以是自己实现的规则类,这些类都实现了IRule接口。

NFLoadBalancerPingClassName用于配置查看服务器是否存活。

NFLoadBalancerRuleClassName指定负载均衡器的实现类。当然,可以设置自己实现的负载均衡器。

NIWSServerListClassName是服务器列表的处理类,用来维护服务器列表的。Ribbon已经实现了动态服务器列表。

NIWSServerListFilterClassName是服务器的拦截类。

 

负载均衡的两种配置方法:

一种直接调用ConfigurationManager获取配置实例,然后设置配置属性;一种是在application.yml中配置。

posted on 2017-09-13 11:57  duanxz  阅读(1388)  评论(0编辑  收藏  举报