平滑加权轮询

平滑加权轮询（Smooth Weighted Round Robin）

平滑加权轮询（Smooth Weighted Round Robin，简称 SWRR）是一种负载均衡算法，它结合了 轮询（Round Robin） 和 加权负载均衡 的思想，并通过平滑的权重调整来确保请求分配的均衡性。SWRR 的核心在于根据各个服务器的权重动态地调整请求的分配，使得负载均衡更为平稳和有效。

传统轮询算法

轮询算法（Round Robin）是最简单的负载均衡算法，它的基本思想是按顺序将请求轮流分配到不同的服务器上。这个方法适合于每个服务器性能大致相同的情况，但当服务器的性能差异较大时，轮询算法就不再适用了，因为它没有考虑服务器的负载能力或性能差异。

问题： 传统的轮询算法无法有效处理服务器性能不均衡的情况。比如，如果有一台服务器的性能较差，它将会接收到与其他服务器相同数量的请求，造成性能瓶颈，而其他性能更好的服务器会相对闲置。

加权轮询（Weighted Round Robin）

加权轮询是对传统轮询算法的一种扩展，它为每台服务器分配一个权重值，然后根据权重的比例来分配请求。具有更高权重的服务器会接收到更多的请求，而权重较低的服务器则接收较少的请求。

问题： 在加权轮询中，服务器的请求分配是基于预设的权重值，且每一轮加权周期内，服务器接收的请求是完全固定的。这意味着即使某台服务器的负载增加，它仍然会按照设定的权重接收相同数量的请求，从而可能导致某些服务器负载不均衡。

平滑加权轮询（SWRR）的原理

平滑加权轮询（SWRR）结合了加权轮询的优点，同时改进了权重的动态调节，从而避免了负载的过度集中。它通过以下几个步骤来实现更加平滑的负载分配：

权重计算

每台服务器都有一个权重（Weight），该权重表示服务器的处理能力或重要性，权重值越大，服务器处理请求的能力就越强。在 SWRR 中，服务器的请求分配会根据权重动态调整。

动态调整权重

在传统的加权轮询中，权重是固定的，每个周期内每台服务器会根据其权重接收固定数量的请求。而在平滑加权轮询中，每轮分配请求时，服务器的当前权重（CurrentWeight）会动态变化。

每台服务器的 CurrentWeight 会根据其 Weight 值累加。
每次请求分配时，选择 CurrentWeight 最大的服务器进行请求处理。
被选中的服务器的 CurrentWeight 会减去所有服务器的总权重，确保下一轮能够公平地分配请求。

平滑的请求分配

通过平滑地调整服务器的当前权重，SWRR 可以在多个服务器之间实现较为均衡的请求分配，即使服务器的处理能力有所差异。具体而言，平滑加权轮询的过程可以如下描述：

初始时，每个服务器的 CurrentWeight 为 0，权重值由其 Weight 决定。
在每个轮次，所有服务器的 CurrentWeight 都会累加其 Weight，并从中选择权重最大的服务器进行处理。
被选中的服务器的 CurrentWeight 会减去所有服务器的总权重，从而确保服务器间的负载均衡。

通过这样的处理，SWRR 不仅能考虑服务器的权重，还能平滑地调整权重，从而避免某些服务器接收过多的请求，造成过载。

算法原理

假设有三台服务器，分别是 A、B 和 C，它们的权重分别是 5、1 和 1。平滑加权轮询算法的基本步骤描述：

初始化服务器：
- A: Weight = 5, CurrentWeight = 0
- B: Weight = 1, CurrentWeight = 0
- C: Weight = 1, CurrentWeight = 0
开始请求分配：
- 计算总权重 = 5 + 1 + 1 = 7
- 所有服务器的 CurrentWeight 都会增加它们的 Weight
  - A: CurrentWeight = 0 + 5 = 5
  - B: CurrentWeight = 0 + 1 = 1
  - C: CurrentWeight = 0 + 1 = 1
- 选择 CurrentWeight 最大的服务器：A
- 选中服务器 A 后，CurrentWeight 会减去总权重。
  - A: CurrentWeight = 5 - 7 = -2
下一轮分配：
- 计算总权重 = 7（不变）
- 所有服务器的 CurrentWeight 再次增加它们的 Weight
  - A: CurrentWeight = -2 + 5 = 3
  - B: CurrentWeight = 1 + 1 = 2
  - C: CurrentWeight = 1 + 1 = 2
- 选择 CurrentWeight 最大的服务器：A
- 选中服务器 A 后， CurrentWeight 会减去总权重。
  - A: CurrentWeight = 3 - 7 = -4
继续分配，直到请求结束：
- 通过这种方式，服务器的请求分配是动态的，并且每台服务器的负载在一段时间内趋于均衡

第 i 次选择	weightSum += weight	CurrentWeight = max(weight)	max(weight) - totalWeight
1	{ 5 , 1 , 1 }	5(A)	{ -2 , 1 , 1 }
2	{ 3 , 2 , 2 }	3(A)	{ -4 , 2 , 2 }
3	{ 1 , 3 , 3 }	3(B)	{ 1 , -4 , 3 }
4	{ 6 , -3 , 4 }	6(A)	{ -1 , -3 , 4 }
5	{ 4 , -2 , 5 }	5©	{ 4 , -2 , -2 }
6	{ 9 , -1 , -1 }	9(A)	{ 2 , -1 , -1 }
7	{ 7 , 0 , 0 }	7(A)	{ 0 , 0 , 0 }