Amazon Elastic Load Balancing详细介绍

一、什么是 Load Balancer（负载均衡）

一句话定义：

Load Balancer 位于客户端和后端服务器之间，负责把请求分发到多个后端资源上。

• 请求（task）：浏览器发来的 HTTP / HTTPS 请求

• 资源（resource）：运行应用的 EC2 实例

请求路径

Client Browser → Load Balancer → EC2 Instance → Load Balancer → Client Browser

== 负载均衡器在“请求和响应的路径中”==

二、为什么用 ELB，而不是自己装 Nginx / HAProxy？

Elastic Load Balancing（ELB）的核心优势：

“不需要你管理、自动高可用、自动扩展”

三、ELB 的三大核心能力

1️⃣ 高可用（High Availability）

• 必须部署在多个 Availability Zones

• AWS 自动在多个 AZ 创建负载节点

• 单 AZ 故障 ≠ 服务不可用

2️⃣ 自动伸缩（Scalability）

自动应对流量突增

不需要你设置实例数量

对客户端是透明的

3️⃣ 健康检查（Health Checks）

健康检查 = ELB 是否继续给某台实例发流量的依据

❌ 错误做法

• 只检查端口是否打开

• 只访问 / 首页

✅ 正确做法（强考点）

为应用创建一个：

/monitor

该页面应检查：

• 是否能访问数据库（如 DynamoDB）

• 是否能访问 S3

• 核心依赖是否可用

== 只有通过健康检查的实例，才会接收流量==

四、ELB + Auto Scaling 的协作机制

扩容（Scale Out）

• Auto Scaling 启动新 EC2

• ELB 进行健康检查

• 通过后 → 开始接收流量

故障处理

• ELB 发现实例不健康

• 停止向其发送流量

• 通知 Auto Scaling

• Auto Scaling 替换实例

缩容（Scale In）& Connection Draining

• Connection Draining（连接耗尽）

• 不再接收新连接

• 等待已有连接结束

• 再终止实例

防止：用户请求中途被断开

五、ELB 的 3 个核心组件

1️⃣ Listener（监听器）

• 客户端连接点

定义：

• 协议（HTTP / HTTPS / TCP / TLS）

• 端口（80 / 443 / 8080 等）

== 一个 Load Balancer 可以有多个 Listener==

2️⃣ Target Group（目标组）

后端资源集合

可以是：

• EC2

• IP 地址

• Lambda

每个 Target Group 都要定义健康检查

3️⃣ Rules（规则）

把 Listener 的流量路由到 Target Group

基于条件：

• Path（/upload）

• Host（api.example.com）

• Header

• Source IP

• Method

六、Application Load Balancer（ALB）

定位：L7（应用层）负载均衡

ALB 的核心能力

1️⃣ 基于 HTTP 内容路由

• URL path

• Host

• Headers

• Method

• Query String

• Source IP

== 非常适合 微服务 / API 网关===

2️⃣ TLS / HTTPS 卸载

• SSL 证书来自：

  • ACM（推荐，免费）

  • IAM 导入

• 客户端 ↔ ALB 加密

• 后端无需处理 TLS

3️⃣ 直接响应客户端

• Fixed Response（返回 HTML）

• Redirect（HTTP → HTTPS）

4️⃣ 用户认证

• OpenID Connect

• SAML / LDAP / Microsoft AD

• 在进入后端前完成认证

5️⃣ 路由算法

• Round Robin（默认）

• Least Outstanding Requests（重点）

当：

实例性能不同

请求复杂度不一致

使用 Least Outstanding Requests

6️⃣ Sticky Sessions

• 基于 HTTP Cookie

• 适用于 有状态应用

7️⃣ 安全

• 使用 Security Group

• 控制允许的 IP / 端口

⚠️ ALB 适用范围

✅ HTTP / HTTPS

❌ 不支持 TCP / UDP

七、Network Load Balancer（NLB）

定位：L4（连接层）负载均衡

NLB 的核心能力

1️⃣ 支持协议

• TCP

• UDP

• TLS

不理解 HTTP 内容

2️⃣ 路由算法：Flow Hash

基于：

• 协议

• 源 IP / 端口

• 目标 IP / 端口

• TCP sequence

条件相同 → 一直发给同一个目标

3️⃣ Sticky Sessions

基于 Source IP

不用 Cookie

4️⃣ TLS 卸载

支持 TLS 终止

但不做 HTTP 层处理

5️⃣ 极高性能

瞬间支持百万级请求

无需预热扩容

6️⃣ IP 地址支持

Static IP

Elastic IP

👉 适用于：

客户端不能用 DNS

防火墙基于 IP 白名单

7️⃣ 保留客户端真实 IP

• 后端看到的是真实 Client IP

• ALB 看到的是 Load Balancer IP

八、ALB vs NLB 对比（考试必背）

九、一句话选型总结（非常重要）

Web / API / 微服务 → ✅ ALB

TCP / UDP / 游戏 / 金融系统 → ✅ NLB

需要静态 IP / 客户端 IP → ✅ NLB

需要 URL / Header 路由 → ✅ ALB