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源哈希（Source Hashing）是一种负载均衡算法，它根据请求的源 IP 地址（或其他标识符）生成哈希值，然后根据这个哈希值将请求分配到特定的后端服务实例。这种方法常用于确保来自同一客户端的请求始终被路由到同一个后端实例，从而实现会话保持（Session Affinity）。

原理

1. 生成哈希值：

   • 当一个请求到达负载均衡器时，负载均衡器会提取请求的源 IP 地址（或其他标识符，如客户端的会话 ID）。
   • 使用哈希函数（如 MD5、SHA1 等）对源 IP 地址进行哈希计算，生成一个哈希值。

2. 映射到后端实例：

   • 负载均衡器将生成的哈希值与后端服务实例的数量进行取模运算，从而将哈希值映射到一个特定的后端实例。
   • 例如，如果有 3 个后端实例，哈希值对 3 取模的结果将决定请求被路由到哪个实例。

3. 会话保持：

   • 由于相同的源 IP 地址（或其他标识符）总是生成相同的哈希值，因此来自同一客户端的请求将始终被路由到同一个后端实例。
   • 这种机制确保了会话的连续性，适用于需要保持会话状态的应用场景。

数学表示

假设：

• ( H ) 是哈希函数。
• ( S ) 是源 IP 地址。
• ( N ) 是后端实例的数量。
• ( h ) 是生成的哈希值。
• ( i ) 是目标后端实例的索引。

则：
[ h = H(S) ]
[ i = h mod N ]

优点

• 会话保持：确保来自同一客户端的请求始终被路由到同一个后端实例，适用于需要保持会话状态的应用。
• 简单高效：算法简单，计算速度快，适合高并发场景。

缺点

• 不均匀分布：如果客户端数量分布不均匀，可能导致某些后端实例负载过高。
• 扩展性问题：当后端实例数量变化时，哈希值的映射关系可能改变，导致会话中断。

应用场景

• Web 应用：适用于需要保持用户会话的应用，如购物车、用户登录状态等。
• 游戏服务器：确保玩家的请求始终被路由到同一个游戏服务器实例。
• 实时通信：确保实时通信的请求始终被路由到同一个后端实例，以保持连接的稳定性。

示例

假设有一个负载均衡器，后端有 3 个服务实例（编号为 0、1、2），使用源哈希算法进行负载均衡。

客户端 IP	哈希值 ( h )	目标实例 ( i )
192.168.1.1	1234567890	1234567890 % 3 = 0
192.168.1.2	9876543210	9876543210 % 3 = 1
192.168.1.3	4567890123	4567890123 % 3 = 2
192.168.1.1	1234567890	1234567890 % 3 = 0

从表中可以看出，来自 192.168.1.1 的请求始终被路由到实例 0，来自 192.168.1.2 的请求始终被路由到实例 1，依此类推。