负载均衡策略有哪些？常见面试题及答案是什么？

负载均衡是现代分布式架构和高并发系统的流量入口，其核心价值在于将网络请求高效、透明地分发到多个后端服务器上，从而提升系统的处理能力、容错能力和可用性。核心上文归纳是：没有一种万能的负载均衡策略，最佳实践必须基于具体的业务场景（如并发量、会话一致性要求、服务器性能差异）来动态选择算法与架构层级。 在面试与实际架构设计中，理解不同策略的底层逻辑与适用边界,是构建高可用系统的关键。

常见负载均衡核心策略解析

负载均衡策略主要分为静态策略和动态策略两大类,不同的算法决定了流量分发的逻辑。

轮询与加权轮询
这是最基础的策略。轮询假设所有后端服务器性能一致，按顺序依次分发请求。加权轮询则引入了权重的概念，根据服务器配置高低分配不同的流量比例，配置为2:1的两台服务器，高配节点会处理两倍的请求，此策略适用于服务器性能相近且请求处理时间差异不大的场景,如静态资源服务或Web应用集群。

IP哈希与一致性哈希
IP哈希根据客户端的IP地址计算哈希值，将同一IP的请求始终分发到同一台服务器，这在需要保持会话连续性时非常有用，当后端服务器数量发生变化（扩容或缩容）时，简单的取模哈希会导致大量的路由失效，即“缓存雪崩”。一致性哈希解决了这一问题，通过构建哈希环，保证只有少量的请求会重新路由,常用于分布式缓存系统。

最少连接
该策略实时监控每台服务器的当前连接数，将新请求分发给当前连接数最少的服务器。这是一种动态策略，特别适用于长连接服务或请求处理时长差异巨大的场景。 某些请求需要大量CPU计算而耗时较长，若使用轮询会导致慢请求堆积在某台服务器上,而最少连接算法能有效平衡负载。

四层与七层负载均衡的场景选择

在架构设计中，区分四层（传输层）和七层（应用层）负载均衡至关重要。

四层负载均衡基于IP和端口进行转发，典型代表如LVS（Linux Virtual Server），它只负责分发网络包，不检查应用层内容，因此性能极高，能扛住超高并发。它适合作为流量入口的第一道防线，负责快速转发。

七层负载均衡基于HTTP、HTTPS等应用层协议，典型代表如Nginx、HAProxy，它能解析URL、Header、Cookie等信息，根据内容进行精细化的路由，将图片请求分发到静态服务器组，将API请求分发到逻辑计算服务器组。它适合需要复杂路由规则、SSL卸载或内容识别的业务场景。

高频面试题及专业解答

在微服务架构中，如何解决用户登录后的会话保持问题？

解答： 这是一个经典的架构权衡问题，传统的解决方案是使用IP哈希策略，但这会导致负载不均，特别是当大量用户来自同一个NAT环境（如同一公司网段）时。更专业且推荐的方案是采用无状态服务架构。 将会话数据集中存储在Redis等分布式缓存中，后端服务器只处理业务逻辑，不保存会话状态，这样，负载均衡器可以随意使用轮询或最少连接策略，实现真正的水平扩展，如果必须使用会话粘性，应结合Cookie插入的方式,而非仅依赖IP哈希。

如果后端某台服务器出现响应延迟但未完全宕机，负载均衡器该如何处理？

解答： 这涉及主动健康检查与被动熔断机制，负载均衡器（如Nginx）应配置proxy_next_upstream，当后端响应超时或返回500错误时，自动将请求转发给下一台健康节点，必须引入主动健康检查，定期向后端发送探测请求（如/health端点），如果连续多次失败，则将该节点标记为“Down”并从转发列表中摘除。更深层次的解决方案是结合熔断降级组件（如Sentinel或Hystrix），在应用层实现对故障节点的快速熔断，避免故障扩散到整个负载均衡集群。

相关问答

问：负载均衡器本身成为性能瓶颈怎么办？
答： 负载均衡器确实存在单点性能上限，解决方案通常采用DNS轮询或Anycast（任播）技术进行多地域负载均衡，在入口处分散流量，在单数据中心内部，采用多级负载均衡架构，第一级使用LVS（四层）扛住大流量，第二级使用Nginx（七层）做精细路由,通过分层架构化解单点压力。

问：什么是“源地址哈希”的局限性？
答： 源地址哈希的主要局限性在于负载分布不均，在移动互联网时代，大量移动终端通过运营商的NAT网关访问互联网，导致成千上万的真实用户看起来是同一个IP地址，这会造成某台服务器负载过高，而其他服务器处于空闲状态，它也无法动态感知后端服务器的实时负载变化。
能帮助你深入理解负载均衡的架构设计，在实际工作中，你更倾向于使用哪种负载均衡工具？欢迎在评论区分享你的实战经验。