4/7层负载均衡可能遇到的面试题

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会聚焦 “实际操作、代码/配置落地、工具使用” 设计问题,考察候选人是否真的动手做过七层负载均衡相关研发或运维,避免“纸上谈兵”,核心问题如下:

 

一、配置与实操落地(考察基础动手能力)

 

1. 用 Nginx 配置一个七层负载均衡,要求实现“按 URL 路径转发(/api 到服务 A,/web 到服务 B)+ 基于权重的负载均衡算法 + 后端服务的健康检查”,请说出关键配置段(比如 location、upstream 块的核心参数)。

 

upstream myserver {

  192.168.1.1 80;

192.168.1.2 80;

}

 

location /api {

 proxy_pass myserver;

 schedule wrr;

}

 

 

 2. 若用 Envoy 做云原生场景的七层负载均衡,需要让 Envoy 动态发现后端服务(比如从 Kubernetes Service 获取端点),你会怎么配置 Envoy 的 Service Discovery 模块?用到哪些关键资源(如 Cluster、Endpoint Discovery Service 相关配置)?

 

 3. 实际部署七层负载均衡集群时,如何避免“单点故障”?你会用什么工具或方案实现负载均衡节点的高可用(比如 Keepalived、云厂商的 SLB 转发)?请说下具体操作步骤(比如 Keepalived 的 VIP 配置、健康检查脚本)。

 

 

 

二、性能调优与问题定位(考察实操经验)

 

 1. 七层负载均衡(以 Nginx 为例)在高并发下出现“连接超时”,你会用哪些工具排查问题?比如如何通过 netstat/ss 查看连接状态、通过 Nginx 访问日志定位异常请求、通过 perf 分析 CPU 瓶颈?请说下具体操作命令和分析逻辑。

 

 2. 若要优化 Envoy 的七层转发性能(比如降低 HTTP 请求的处理延迟),你会调整哪些关键参数?比如工作线程数(worker_threads)、连接池大小(max_requests_per_connection)、缓冲区大小(buffer_limit),调整时会参考什么指标(如 CPU 使用率、请求响应时间 P99)?

 

 3. 之前用 DPDK 优化七层负载均衡的数据包处理时,具体做了哪些动手操作?比如如何编译 DPDK 环境、如何将负载均衡程序绑定到指定 CPU 核心(避免进程切换)、如何通过 dpdk-devbind.py 绑定网卡到 DPDK 驱动?

 

三、功能开发与调试(考察研发实操)

 

 1. 若要给 Nginx 开发一个自定义的七层负载均衡算法(比如“基于后端服务的 CPU 使用率动态分配流量”),你会怎么做?请说下开发流程(比如基于 Nginx 模块开发框架、如何获取后端服务的 CPU 指标、如何在模块中实现算法逻辑),以及如何调试这个模块(比如用 nginx -t 检查配置、用日志打印流量分配结果)。

 

 2. 开发七层负载均衡的“请求限流”功能(比如限制单 IP 每秒最大请求数),你会用什么数据结构或工具实现?比如基于 Redis 的计数器、本地内存的滑动窗口?请说下具体实现思路(比如 Redis 的 INCR+EXPIRE 命令组合、滑动窗口的时间片划分逻辑),以及如何测试这个功能(比如用 ab/jmeter 压测验证限流效果)。

 

3. 调试七层负载均衡的“SSL 握手失败”问题时,你会用哪些工具?比如如何用 openssl s_client 模拟客户端握手、如何查看负载均衡的 SSL 证书链是否完整、如何通过日志定位是证书问题还是协议版本不兼容(比如客户端用 TLS 1.0 而负载均衡只支持 TLS 1.2+)?请说下具体操作和排查步骤。

 

 

结合岗位对“研发能力、线上经验、技术视野”的要求,我会从技术原理、实践落地、问题解决、规划能力四个维度提问,以下是核心问题:

 

一、基础原理与技术理解(考察核心知识储备)

 

 1. 相比四层负载均衡,七层负载均衡能实现哪些独特功能?这些功能在技术实现上依赖哪些网络协议细节(比如HTTP头部、SSL握手流程)?

 

 2. 你在使用Nginx/Envoy/DPVS做七层负载均衡时,分别遇到过哪些协议层面的坑(比如HTTP/2的队头阻塞、SSL证书协商效率问题)?是怎么解决的?

 

 3. 七层负载均衡的“会话保持”有哪些实现方式?不同方式在分布式场景(多负载均衡节点)下会面临什么问题,如何规避?

 

二、研发与性能优化(考察岗位核心能力)

 

 1. 你之前用DPDK做高性能网络架构时,有没有针对七层负载均衡场景做过优化?比如如何通过DPDK降低HTTP请求的数据包处理延迟,具体优化了哪些链路(如内核态/用户态切换、内存拷贝)?

 

 2. 如果要设计一个支持百万级QPS的云原生七层负载均衡产品,你会从哪些维度做架构设计(比如集群部署、资源调度、缓存策略)?如何验证架构的性能上限?

 

 3. 七层负载均衡的“健康检查”模块,你会设计哪些检查维度(比如TCP连接、HTTP返回码、业务自定义指标)?如何避免健康检查本身对后端服务造成额外负载?

 

三、线上问题与重保支持(考察落地经验)

 

 1. 之前遇到过七层负载均衡的线上故障吗?比如“部分用户请求4xx/5xx报错”“高并发下负载均衡节点CPU飙升”,当时是怎么定位根因、快速恢复的?

 

 2. 若在业务重保期间(比如双11、大促),七层负载均衡突然出现请求转发延迟暴涨,你会优先排查哪些环节(负载均衡节点、后端服务、网络链路)?有什么应急预案?

 

 3. 如何判断七层负载均衡的“性能瓶颈”是在自身(比如协议处理效率)还是后端服务(比如服务响应慢)?会用哪些工具或指标来佐证?

 

四、技术规划与产业视野(考察高阶能力)

 

 1. 目前云网络七层负载均衡的技术趋势(比如结合Service Mesh、边缘计算、AI流量调度),你最关注哪一个?如果要把这个趋势落地到产品中,需要突破哪些技术难点?

 

 2. 你之前做产品技术规划时,是如何平衡“新功能研发”和“现有系统稳定性”的?比如要给现有七层负载均衡加“智能流量调度”功能,会怎么做技术选型和灰度方案?

 

 3. 对比公有云和私有云的七层负载均衡场景,用户需求有哪些核心差异?这些差异会如何影响产品的架构设计(比如资源弹性、定制化能力)?