Web 應用叢集負載平衡：DNS 輪循 (RR-DNS) vs 硬體/軟體 Load Balancer 完整比較

高可用 Web 叢集需將流量分散至多節點。主流兩大架構：

一、DNS Round-Robin (RR-DNS)

原理：單一 FQDN 對應多筆 A/AAAA 記錄，DNS 伺服器依序回應不同 IP。
優點：
• 零成本、無單一失敗點 (DNS 本身可做叢集)
• 部署簡單、無額外硬體/軟體授權
• 適合跨資料中心地理分散 (Geo-DNS)
缺點：
• 無健康檢查：節點掛掉 DNS 仍解析其 IP，導致用戶端連線失敗 (TTL 過期前)。
• 用戶端/遞迴解析器快取：TTL 過期前流量不會切換。
• Session 不連續：同一用戶可能解析到不同節點，需共享 Session 儲存 (Redis/DB/NFS)。
• 負載不均：輪循平均，不考慮節點效能、連線數、延遲。
適用：無狀態靜態內容、CDN 邊緣節點、容錯要求低、預算極限場景。

二、負載平衡器 (Layer 4 / Layer 7)

關鍵功能比較

三、混合架構：最佳實務

用戶 → [Geo-DNS / CDN] → [區域 L7 LB (NGINX/ALB)] → [區域內 L4 LB (HAProxy/Envoy)] → [應用叢集 (K8s/VM)]

• Geo-DNS/CDN：就近導流、DDoS 吸收、靜態快取。
• 區域 L7 LB：SSL 終結、WAF、路由規則、藍綠部署、金絲雀釋出。
• 區域內 L4 LB：高效能 TCP 負載分發、長連線維持、gRPC 多工。
• 應用節點：無狀態、健康端點 /healthz、Graceful Shutdown (SIGTERM 處理)。

四、Session 共享方案 (叢集必備)

• Redis Cluster：spring-session / express-session / django-redis-sessions，TTL 同步、高可用。
• 資料庫：session 表、索引 session_id、定期清理過期。
• JWT (Stateless)：攜帶 Claims、簽名驗證、無伺服器狀態、需處理撤銷 (Blocklist/短效期+Refresh)。

五、選型決策樹

1. 預算 = 0、無狀態、可容忍數分鐘故障切換 → RR-DNS + 客戶端重試邏輯。
2. 需健康檢查、SSL 卸載、WAF、可觀測性 → 軟體 L7 LB (NGINX/HAProxy/Envoy) 自建或雲端 ALB。
3. 極高併發 (100k+ RPS)、硬體加速、專業支援 SLA → 硬體 LB (F5/Citrix)。
4. Kubernetes 環境 → Ingress Controller (NGINX/Traefik/Envoy) + Service (ClusterIP/LoadBalancer)。

負載平衡非單一工具，而是架構層決策。依業務可用性等級、預算、團隊能力、技術棧綜合選型，並建立完整健康檢查、熔斷、降級、演練機制。