负载均衡算法--源地址哈希法（Hash）

快来打我* 2022-01-29 22:27 729阅读 0赞

接上一篇博文：[负载均衡算法–平滑加权轮询法（Smooth Weight Round Robin）][Smooth Weight Round Robin]。接下来介绍源地址哈希法。

源地址哈希法是根据请求来源的地址，通过哈希函数计算得到的一个数值，用该数值对服务器列表的大小进行取模运算，得到的结果便是客服端要访问服务器的序号。采用源地址哈希法进行负载均衡，同一源地址的请求，当服务器列表不变时，它每次都会映射到同一台服务器进行访问。

### 算法描述 ###

假设有 N 台服务器 S = \{S0, S1, S2, …, Sn-1\}，算法可以描述为：  
1、通过指定的哈希函数，计算请求来源的地址的哈希值  
2、对哈希值进行求余，底数为 N  
3、将余数作为索引值，从 S 中获取对应的服务器；

假定我们现在有如下四台服务器：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>服务器地址</th> 
   <th>权重</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>192.168.1.1</td> 
   <td>1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>192.168.1.2</td> 
   <td>2</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>192.168.1.3</td> 
   <td>3</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>192.168.1.4</td> 
   <td>4</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

源地址哈希法与权重没有关系，只与源地址有关。

### 代码实现 ###

1、服务器管理类

package org.learn.loadbalance;
    
    import java.util.Map;
    import java.util.TreeMap;
    
    /**
     * @author zhibo
     * @date 2019/5/16 16:25
     */
    public class ServerManager {
        public volatile static Map<String, Integer> serverMap = new TreeMap<>();
    
        static {
            serverMap.put("192.168.1.1", 1);
            serverMap.put("192.168.1.2", 2);
            serverMap.put("192.168.1.3", 3);
            serverMap.put("192.168.1.4", 4);
        }
    }

2、源地址哈希类

package org.learn.loadbalance;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.Random;
    import java.util.Set;
    import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
    
    /**
     * @author zhibo
     * @date 2019/5/16 16:28
     */
    public class HashBalance {
    
        public static String getServer(String sourceIp) {
            if(sourceIp == null){
                return "";
            }
            Set<String> serverSet = ServerManager.serverMap.keySet();
            ArrayList<String> serverList = new ArrayList<>(serverSet);
    
            Integer index = sourceIp.hashCode() % serverList.size();
            return serverList.get(index);
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                String server = getServer("ip" + new Random().nextInt(1000));
                System.out.println(server);
            }
        }
    }

执行 main 方法输出结果如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly96aGliby5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
优点：  
源地址哈希法可以保证，只要请求源地址不变，总会请求到相同的目标服务器。在早些时候进行 Web 开发时，是基于 Session 进行用户鉴权的，用户登录后，会在登录时的服务器A的 Session 中设置用户信息，如果下一次请求被分配到服务器B上，那么此时因 Session 中没有用户信息而报错。在这种场景下一般会使用源地址哈希法进行负载均衡，保证用户每次都可以访问到 Session 信息。当然现在的一般不会使用 Session 进行鉴权了，大都采用 redis、memcached 等缓存服务来解决 Session 不共享的问题。

缺点：  
源地址哈希法可以保证，只要请求源地址不变，总会请求到相同的目标服务器。这样会带来两个问题：  
1、由于用户的活跃度不同，可能会有大量的活跃用户被哈希到相同的服务器上，造成该服务器特别繁忙，大量的非活跃用户被哈希到相同的服务器上，造成该服务器几乎没有请求，造成请求不均衡。  
2、一旦某个服务器挂掉，那么哈希到该服务器的所有源请求都会失败，直到服务恢复或者服务器列表中去掉该服务器。

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[Smooth Weight Round Robin]: https://zhibo.blog.csdn.net/article/details/90272318
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