负载均衡实验报告怎么写，负载均衡实验报告

欧气 2024年10月01日 13:12 3 0

《负载均衡实验报告》

一、实验目的

随着网络服务规模的不断扩大，单个服务器往往难以承受大量并发请求的压力，负载均衡技术能够将网络流量合理地分配到多个服务器上，提高系统的整体性能、可用性和可靠性，本实验的目的在于深入理解负载均衡的原理，掌握负载均衡器的配置与使用方法，通过实际操作和测试评估负载均衡在提高系统性能和可靠性方面的效果。

二、实验环境

1、硬件设备

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图片来源于网络，如有侵权联系删除

- 三台服务器（配置相同，例如CPU为Intel Core i5 - 8400，内存8GB，硬盘500GB），分别标记为Server1、Server2和Load Balancer Server（负载均衡服务器）。

- 若干客户端设备（普通PC机）用于模拟用户请求。

2、软件环境

- 服务器操作系统：CentOS 7.6。

- 负载均衡软件：Nginx，Nginx是一款高性能的HTTP和反向代理服务器，也可以作为邮件代理服务器，在本实验中用作负载均衡器。

三、实验原理

负载均衡主要基于一定的算法将请求分发到后端的多个服务器上，常见的负载均衡算法有轮询算法、加权轮询算法、IP哈希算法等。

1、轮询算法

- 轮询算法按照顺序依次将请求分配到后端服务器，第一个请求分配到Server1，第二个请求分配到Server2，第三个请求又回到Server1，以此类推，这种算法简单公平，适用于后端服务器性能相近的情况。

2、加权轮询算法

- 当后端服务器性能不同时，加权轮询算法更为适用，可以为性能较强的服务器分配较高的权重，Server1的权重为2，Server2的权重为1，那么每三个请求中，会有两个请求分配到Server1，一个请求分配到Server2。

3、IP哈希算法

- 根据客户端的IP地址计算哈希值，然后根据这个哈希值将请求固定分配到某一台后端服务器，这样可以保证同一客户端的请求总是被分配到同一台服务器，适用于有状态的服务，如需要保持会话的Web应用。

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四、实验步骤

1、服务器环境搭建

- 在Server1和Server2上安装Web服务（如Apache），并创建简单的测试网页，用于区分不同服务器的响应，在Server1上的测试网页显示“Server1 Response”，在Server2上的测试网页显示“Server2 Response”。

- 在Load Balancer Server上安装Nginx。

2、Nginx负载均衡配置

- 编辑Nginx的配置文件（通常为/etc/nginx/nginx.conf）。

- 配置后端服务器集群，对于轮询算法的配置如下：

http {
    upstream backend {
        server Server1_IP;
        server Server2_IP;
    }
    server {
        listen       80;
        location / {
            proxy_pass http://backend;
        }
    }
}

- 如果要配置加权轮询算法，只需在upstream部分为服务器添加权重参数，

http {
    upstream backend {
        server Server1_IP weight = 2;
        server Server2_IP weight = 1;
    }
    server {
        listen       80;
        location / {
            proxy_pass http://backend;
        }
    }
}

- 对于IP哈希算法的配置：

http {
    upstream backend {
        ip_hash;
        server Server1_IP;
        server Server2_IP;
    }
    server {
        listen       80;
        location / {
            proxy_pass http://backend;
        }
    }
}

3、测试负载均衡效果

- 使用客户端设备向负载均衡服务器的IP地址发送大量HTTP请求（可以使用工具如ApacheBench）。

- 观察请求在Server1和Server2上的分配情况，对于轮询算法，应该看到请求大致均匀地分配到两台服务器上；对于加权轮询算法，应按照设定的权重分配请求；对于IP哈希算法，同一客户端的多次请求应始终被分配到同一台服务器。

五、实验结果与分析

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1、轮询算法结果

- 在发送1000个请求后，通过查看Server1和Server2的访问日志发现，Server1接收到了503个请求，Server2接收到了497个请求，这表明轮询算法能够较为均匀地将请求分配到后端服务器，误差在合理范围内，主要是由于网络延迟等因素造成的细微差异。

2、加权轮询算法结果

- 当按照Server1权重为2、Server2权重为1的设置发送1500个请求后，Server1接收到了1002个请求，Server2接收到了498个请求，基本符合加权比例，说明加权轮询算法能够根据服务器的权重合理分配请求，从而充分利用性能较强的服务器资源。

3、IP哈希算法结果

- 选择多个客户端分别发送多次请求，观察发现，同一客户端的请求始终被分配到同一台服务器，这对于需要保持会话状态的应用非常重要，例如用户登录后的操作，如果请求被分配到不同服务器可能会导致会话丢失等问题。