負載均衡—會話保持技術詳解

一、會話保持的定義

會話保持（Session Persistence）是一種負載均衡策略，其核心機制是確保來自同一客戶端的連續請求，在特定週期內被定向到同一臺後端服務器進行處理。這種機制通過記錄和識別客戶端的特定標識信息，打破負載均衡器隨機分配請求的常規邏輯，實現請求處理的持續性與穩定性。

二、會話保持的核心作用

在分佈式服務器架構中，當客戶端與服務器建立交互時，例如用戶登錄服務器 A 完成身份驗證後，若負載均衡器未啓用會話保持功能，該用戶後續發出的新請求可能會因負載均衡算法的動態調度，被分配至服務器 B。由於服務器 B 沒有保存用戶的登錄狀態信息，用戶將被要求重新進行身份驗證，這會嚴重影響用戶體驗。而啓用會話保持功能後，負載均衡器會根據預先設定的識別規則（如 IP 地址、Cookie 等），將該客戶端的所有相關請求持續分配至同一後端服務器，確保用戶會話的連續性，提升系統使用的流暢性與用戶滿意度。

三、四層會話保持技術

（一）技術原理

基於 TCP/UDP 等四層協議的會話保持，主要通過識別客戶端源 IP 地址來實現請求定向。當客戶端發起請求時，負載均衡器解析數據包的源 IP 地址，並將具有相同源 IP 的後續請求轉發至同一臺後端服務器。由於僅處理網絡層和傳輸層數據，其數據處理流程簡潔，請求轉發效率高，能夠實現快速的數據傳輸。

（二）適用場景

對數據可靠性要求極高的場景：如文件傳輸場景中，確保同一客戶端的文件分段傳輸請求由同一服務器處理，可避免因服務器切換導致的數據丟失或傳輸錯誤；郵件收發過程中，保證郵件發送、接收及狀態查詢等操作在同一服務器上完成，確保郵件數據的完整性與一致性；遠程登錄場景下，維持用戶登錄會話的持續性，防止因請求分配變化導致的連接中斷。

對性能和併發規模有嚴格要求的 Web 應用：在高併發訪問的 Web 服務中，四層會話保持能夠減少服務器重新建立會話的資源消耗，提升服務處理效率，保障大規模用戶訪問時的系統性能。

四、七層會話保持技術

（一）技術原理

基於 HTTP/HTTPS 等七層協議的會話保持，主要依賴 Cookie 機制來識別客戶端身份。負載均衡器通過以下多種方式實現會話保持：

植入 Cookie：負載均衡器主動向客戶端響應中添加特定 Cookie，並允許用戶自定義設置 Cookie 的過期時間，若未指定則默認永久有效。通過該 Cookie，負載均衡器可識別客戶端後續請求，實現會話綁定。

植入 Cookie 前綴：由後端業務系統負責生成和管理原始 Cookie，負載均衡器通過在原始 Cookie 名稱前添加特定前綴，實現對客戶端請求的識別與會話保持。此方式對後端服務無侵入性，不影響其正常業務邏輯。

重寫 Cookie：後端業務系統生成原始 Cookie 後，負載均衡器通過完全修改 Cookie 的值來標記客戶端會話。該操作同樣對後端服務透明，在不干擾其正常運行的前提下實現會話保持功能。

後端 Cookie：由後端業務系統自主生成、管理 Cookie，並由用戶指定用於會話保持的 Cookie 名稱及超時時間，負載均衡器依據這些配置信息完成客戶端請求的定向轉發。

（二）適用場景

需進行數據內容深度識別的應用：在 Web 應用中，通過解析 HTTP 請求中的 Cookie、URL 路徑、請求頭等信息，可實現基於用戶行爲或業務邏輯的精準請求分發；在移動遊戲應用中，能夠依據玩家的遊戲進度、角色狀態等數據，確保同一玩家的遊戲操作請求始終由同一服務器處理，保證遊戲體驗的流暢性與一致性 。

本文由 Readfog 進行 AMP 轉碼，版權歸原作者所有。
來源：https://mp.weixin.qq.com/s/Lvkl_x34R0fs1n-7ZWYqAA