服务器负载均衡解决方案样本.doc

服务器负载均衡处理方案1.问题分析信息服务效率、速度、可靠性、连续性对于一个企业生产、销售、宣传等已经起着不可估量作用。伴随企业不停发展，网络服务器面正确访问数量大大增加而且愈加不可预知。现在，服务器系统必需含有提供大量并发访问服务能力，其处理能力和I/O能力已经成为提供服务瓶颈，假如用户增多造成通信量超出了服务器能承受范围，那么其结果肯定是宕机。显然，单台服务器有限性能不可能处理这个问题，所以将多台服务器经过网络连接起来，高效、安全提供项相同服务就成为处理服务器系统负载问题唯一方案。1)问题1：假如将多台服务器经过网络交换机简单进行连接，提供相同服务，将碰到以下问题：服务器接收网络请求不均衡，即服务器负载不均衡，可能会出现部分服务器负载很高，而另部分服务器负载还很低，所以即使还有剩下服务器资源，但用户访问仍然很慢；假如服务器群中有服务器因故障宕机，不过仍然会有请求发给该服务器，所以，即使其它服务器仍然健康，不过用户访问还是会中止。非太平洋网图片，内容及服务网络和本站无关ServerIron支持四种关键互联网流量管理应用：1、可靠服务器负载均衡(SLB)在不间断监视服务器、应用程序和内容健康情况同时，在多个服务器之间分配基于IP服务并以透明方法平衡网络通信量。这么既可从整体上改善服务可靠性和可用性，也可同时确保服务器可访问性。非太平洋网图片，内容及服务网络和本站无关2)问题2：假如有多个应用分别运行在不一样服务器上，将碰到以下问题：当某种服务服务器利用率高时，而另部分服务器服务器负载还很低，所以即使还有剩下服务器资源，但用户对该种服务访问仍然很慢；假如服务器群中有某种服务服务器因故障宕机，即使其它服务器仍然健康，不过用户对该种服务访问还是会中止。非太平洋网图片，内容及服务网络和本站无关2.处理方案为了处理以上问题，北京融通九洲科技提出了服务器负载均衡处理方案，从而提升服务器系统性能、可靠性、可扩展性。1)处理方案1：将多台服务器经过负载均衡交换机进行连接，提供相同服务，能够实现以下功效：服务器负载均衡能够使多个服务器同时运行相同应用，而全部服务器负载情况相同，从而提升服务整体性能；服务器负载均衡能够经过检验服务器健康状态，假如有服务器出现故障，则不向该服务器转发请求，从而确保服务可用性；服务器负载均衡能够在线升级、更换和增加服务器，提升服务可维护性和可扩展性；服务器负载均衡能够经过抗DOS攻击、包过滤等方法提升，服务安全性；非太平洋网图片，内容及服务网络和本站无关2)处理方案2：将多台服务器经过负载均衡交换机进行连接，提供多个服务，能够实现以下功效：服务器负载均衡能够使多个服务器同时运行多个应用，而全部服务器负载情况相同，从而提升全部服务性能；服务器负载均衡能够经过检验服务器健康状态，假如有服务器出现故障，则不向该服务器转发请求，从而确保全部服务可用性；服务器负载均衡能够在线升级、更换和增加服务器，提升服务可维护性和可扩展性；服务器负载均衡能够经过抗DOS攻击、包过滤等方法提升，服务安全性；非太平洋网图片，内容及服务网络和本站无关3)处理方案3：将多台服务器经过2台负载均衡交换机进行连接，提供多个服务，能够实现以下功效：对系统安全性要求高用户，配置2台负载均衡交换机能够完全消除单点失效故障点，从而确保整个系统安全性和可用性；服务器负载均衡能够使多个服务器同时运行多个应用，而全部服务器负载情况相同，从而提升全部服务性能；服务器负载均衡能够经过检验服务器健康状态，假如有服务器出现故障，则不向该服务器转发请求，从而确保全部服务可用性；服务器负载均衡能够在线升级、更换和增加服务器，提升服务可维护性和可扩展性；服务器负载均衡能够经过抗DOS攻击、包过滤等方法提升，服务安全性；非太平洋网图片，内容及服务网络和本站无关目前，不管在企业网、园区网还是在广域网如Internet上，业务量发展全部超出了过去最乐观估量，上网热潮风起云涌，新应用层出不穷，即使根据当初最优配置建设网络，也很快会感到吃不消。尤其是各个网络关键部分，其数据流量和计算强度之大，使得单一设备根本无法负担，而怎样在完成一样功效多个网络设备之间实现合理业务量分配，使之不致于出现一台设备过忙、而别设备却未充足发挥处理能力情况，就成了一个问题，负载均衡机制也所以应运而生。 负载均衡建立在现有网络结构之上，它提供了一个廉价有效方法扩展带宽和增加吞吐量，加强网络数据处理能力，提升网络灵活性和可用性。它关键完成以下任务：处理网络拥塞问题，服务就近提供，实现地理位置无关性 ；为用户提供愈加好访问质量；提升服务器响应速度；提升服务器及其它资源利用效率；避免了网络关键部位出现单点失效。 对一个网络负载均衡应用，能够从网络不一样层次入手，具体情况要看对网络瓶颈所在之处具体分析，大致上不外乎从传输链路聚合、采取更高层网络交换技术和设置服务器集群策略三个角度实现。 传输链路聚合 为了支持和日俱增高带宽应用，越来越多PC机使用愈加紧速链路连入网络。而网络中业务量分布是不平衡，关键高、边缘低，关键部门高、通常部门低。伴随计算机处理能力大幅度提升，大家对多工作组局域网处理能力有了更高要求。当企业内部对高带宽应用需求不停增大时（比如Web访问、文档传输及内部网连接），局域网关键部位数据接口将产生瓶颈问题，瓶颈延长了用户应用请求响应时间。而且局域网含有分散特征，网络本身并没有针对服务器保护方法，一个无意动作（像一脚踢掉网线插头）就会让服务器和网络断开。 通常，处理瓶颈问题采取对策是提升服务器链路容量，使其超出现在需求。比如能够由快速以太网升级到千兆以太网。对于大型企业来说，采取升级技术是一个长远、有前景处理方案。然而对于很多企业，当需求还没有大到非得花费大量金钱和时间进行升级时，使用升级技术就显得大材小用了。在这种情况下，链路聚合技术为消除传输链路上瓶颈和不安全原因提供了成本低廉处理方案， 链路聚合技术，将多个线路传输容量融合成一个单一逻辑连接。当原有线路满足不了需求，而单一线路升级又太昂贵或难以实现时，就要采取多线路处理方案了。现在有4种链路聚合技术能够将多条线路“捆绑”起来。同时IMUX系统工作在T1/E1比特层，利用多个同时DS1信道传输数据，来实现负载均衡。IMA是另外一个多线路反向多路复用技术，工作在信元级，能够运行在使用ATM路由器平台上。用路由器来实现多线路是一个流行链路聚合技术，路由器能够依据已知目标地址缓冲（cache）大小，将分组分配给各个平行链路，也能够采取循环分配方法来向线路分发分组。多重链路PPP，又称MP或MLP，是应用于使用PPP封装数据链路路由器负载平衡技术。MP能够将大PPP数据包分解成小数据段，再将其分发给平行多个线路，还能够依据目前链路利用率来动态地分配拨号线路。这么做尽管速度很慢，因为数据包分段和附加缓冲全部增加时延，但能够在低速线路上运行得很好。 链路聚合系统增加了网络复杂性，但也提升了网络可靠性，使大家能够在服务器等关键LAN段线路上采取冗余路由。对于IP系统，能够考虑采取VRRP（虚拟路由冗余协议）。VRRP能够生成一个虚拟缺省网关地址，当主路由器无法接通时，备用路由器就会采取这个地址，使LAN通信得以继续。总而言之，当关键线路性能必需提升而单条线路升级又不可行时，能够采取链路聚合技术。 更高层交换 大型网络通常全部是由大量专用技术设备组成，如包含防火墙、路由器、第2层/3层交换机、负载均衡设备、缓冲服务器和Web服务器等。怎样将这些技术设备有机地组合在一起，是一个直接影响到网络性能关键性问题。现在很多交换机提供第四层交换功效，能够将一个外部IP地址映射为多个内部IP地址，对每次TCP连接请求动态使用其中一个内部地址，达成负载均衡目标。有协议内部支持和负载均衡相关功效，比如HTTP协议中重定向能力。 Web内容交换技术，即URL交换或七层交换技术，提供了一个对访问流量高层控制方法。Web内容交换技术检验全部HTTP报头，依据报头内信息来实施负载均衡决议，并能够依据这些信息来确定怎样为个人主页和图像数据等内容提供服务。它不是依据TCP端口号来进行控制，所以不会造成访问流量滞留。假如Web服务器已经为图像服务、SSL对话、数据库事务服务之类特殊功效进行了优化，那么，采取这个层次流量控制将能够提升网络性能。现在，采取第七层交换技术产品和方案，有网络iSwitch、交换机，CiscoCDN（内容交换网络系统）等。 服务器群集处理方案 在一些情况下，比如，某网站内部职员和外部用户同时使用网站，而企业要将内部职员服务请求连接到一个较慢服务器来为外部用户提供更多资源，这时就能够使用Web内容交换技术。Web主机访问控制设备也能够使用这种技术来降低硬件成本，因为它能够轻易地将访问多个主机用户流量转移给同一个Web服务器。假如用户访问量增加到一定程度，这些流量还能够被转移到专用Web服务器设备，即使这种专用设备成本较高，不过因为使用是相同Web内容交换技术来控制流量，所以网络结构框架就不用再进行改变了。 不过，使用Web内容交换技术负载均衡设备所能支持标准和规则数目有限，其采取标准和规则灵活性也有限。另外，负载均衡设备所能监测到HTTP报头深度也是限制内容交换能力一个原因。假如所要找信息在负载均衡设备所不能监测字段内，那内容交换作用就无法发挥。而且，内容交换还受到能够同时开启TCP连接数量和TCP连接建立和断开比率限制。另外，Web内容交换技术还会占用大量系统资源（包含内存占用和处理器占用）。对Web内容交换技术进行测试表明，操纵Web内容吞吐量是很费力，有时只能得到很小性能改善。所以，网络管理员必需认真考虑投入和回报问题。 带均衡策略服务器群集 现在，服务器必需含有提供大量并发访问服务能力，其处理能力和I/O能力已经成为提供服务瓶颈。假如用户增多造成通信量超出了服务器能承受范围，那么其结果肯定是宕机。显然，单台服务器有限性能不可能处理这个问题，一台一般服务器处理能力只能达成每秒几万个到几十万个请求，无法在一秒钟内处理上百万个甚至更多请求。但若能将10台这么服务器组成一个系统，并经过软件技术将全部请求平均分配给全部服务器，那么这个系统就完全拥有每秒钟处理几百万个甚至更多请求能力。这就是利用服务器群集实现负载均衡最初基础设计思想。 早期服务器群集通常以光纤镜像卡进行主从方法备份。令服务运行商头疼是关键性服务器或应用较多、数据流量较大服务器通常档次不会太低，而服务运行商花了两台服务器钱却常常只好到一台服务器性能。新处理方案见图，经过LSANT（Load Sharing Network Address Transfer）将多台服务器网卡不一样IP地址翻译成一个VIP(Virtual IP)地址，使得每台服务器均时时处于工作状态。原来需要用小型机来完成工作改由多台PC服务器完成，这种弹性处理方案对投资保护作用是相当显著既避免了小型机刚性升级所带来巨大设备投资，又避免了人员培训反复投资。同时，服务运行商能够依据业务需要随时调整服务器数量。 网络负载均衡提升了诸如Web服务器、FTP服务器和其它关键任务服务器上因特网服务器程序可用性和可伸缩性。单一计算机能够提供有限等级服务器可靠性和可伸缩性。不过，经过将两个或两个以上高级服务器主机连成群集，网络负载均衡就能够提供关键任务服务器所需可靠性和性能。 为了建立一个高负载Web站点，必需使用多服务器分布式结构。上面提到使用和Web服务器相结合，或两台Web服务器相互协作方法也属于多服务器结构，但在这些多服务器结构中，每台服务器所起到作用是不一样，属于非对称体系结构。非对称服务器结构中每个服务器起到作用是不一样，比如一台服务器用于提供静态网页，而另一台用于提供动态网页等等。这么就使得网页设计时就需要考虑不一样服务器之间关系，一旦要改变服务器之间关系，就会使得一些网页出现连接错误，不利于维护，可扩展性也较差。 能进行负载均衡网络设计结构为对称结构，在对称结构中每台服务器全部含有等价地位，全部能够单独对外提供服务而无须其它服务器辅助。然后，能够经过某种技术，将外部发送来请求均匀分配到对称结构中每台服务器上，接收到连接请求服务器全部独立回应用户请求。在这种结构中，因为建立内容完全一致Web服务器并不困难，所以负载均衡技术就成为建立一个高负载Web站点关键性技术。 总而言之，负载均衡是一个策略，它能让多台服务器或多条链路共同负担部分繁重计算或I/O任务，从而以较低成本消除网络瓶颈，提升网络灵活性和可靠性3.Foundry负载均衡处理方案优势Foundry负载均衡产品含有以下优势：产品线齐全：能够满足从中小企业到电信运行商全部用户需求；产品配置灵活：经过产品模块化设计，向用户提供产品性能、端口数量、端口类型，电源数量等指标不一样配置，从而满足全部用户个性化需求；模块支持热插拔：全部模块热插拔设计，能够使用户在线对设备进行升级和维护，从而确保了系统可用性；独特安全设计：独特安全性设计能够抵御多个网络攻击，从而确保系统安全性；负载均衡器能够依据实际响应时间制订优先级交付决议，从而实现高性能、智能化流量管理，达成最好群性能。采取第七层应用控制还能够降低通信高峰期错误讯息，因为差错控制和流量管理技术能够侦测到部分错误信息，并透明地将会话重定向到另一个服务器，使用户顺利地进行使用。比如，服务器A不可用或数据库出现错误，错误信息将会返回到负载均衡器上，然后会将用户访问指向服务器B或将消息重放到其它数据库中去，整个过程对用户是透明。现在，很多厂商推出了专用于平衡服务器负载负载均衡器。现在负载均衡器生产商有:Intel、Alteon Web、Arrow Point(已被思科并购)、Coyote Point、F5 Networks、Foundry Networks、HydraWeb和 RADWare等。负载均衡器形式多个多样，作为开启器，它以多种形式和大小出现。部分厂商，如Alteon、ArrowPoint，将负载均衡器集成到交换设备中，置于服务器和Internet链接之间;而另外部分厂商，如Coyote Point、 F5 Networks 和HydraWeb，则利用两块网络适配器将这一功效集成到PC中，其中一块连接到前端止于Web服务器Hub上，另一块经过路由器或其它设备连接到Internet上。一旦负载均衡设备检测到所管理每台服务器承载负荷量，它会根据一定算法来分配通信。Arrow Point企业CS-100、F5 Big/ip、和Coyote Point企业均衡器全部支持循环均衡功效。其处理方法是，均衡器同时向全部可用服务器以命令序列方法发送相同数量请求。AlteonAceSwitch 180、Coyote Point均衡器、 F5 NetworksBig/ip和RADWareWeb服务定向器支持这么一个均衡方法:它能以最小TCP链接将请求发送到服务器。Arrow PointCS-100还支持静态负荷均衡选项，这就是说，为服务器分配请求是建立在事先已指定负荷量基础之上。举个简单例子，使用Pentium300机器应比Pentium200承载更多请求。因为采取了负载均衡技术，自动故障恢复得以实现，服务时间能够延长，247可靠性和连续运行成为可能。另外，负载均衡器通常也支持路径外返回模式，即绕过流量分配器，为那些焦虑等候大量数据文件请求响应用户提供愈加快响应时间。总而言之，假如负载均衡需求简单，也就是说，只是靠近于经过全部服务器“共享”级水平，而且网络环境也只是由低速LAN组成，则不需要太高级均衡产品。一样，若是静态内容传输，则只要含有循环分配功效负载均衡器也就能够了。在最新负载均衡产品中，智能化越来越显著。部分智能化负载均衡器能够侦测到像数据库错误、服务器不可用等信息，从而采取方法使会话恢复和重定向服务器，使电子商务能够得以顺利进行。多址负载均衡器能够对用户发来访问请求进行解析，计算出最好地址，然后将该地址返回用户，使用户自动连接到对其请求来说最好数据中心。经典产品:Intel网擎负载均衡器负载均衡服务具体分为当地负载均衡服务和远程负载均衡服务。英特尔企业网擎(Intel NetStructure)7170网络应用负载均衡器，可应用于当地负载均衡服务。该设备能够平衡服务器群中全部服务器和应用之间通信负载，依据实时响应时间进行判定，将任务交由负载最轻服务器来处理，以实现真正智能通信管理和优异服务器群性能。服务器故障切换和多重冗余特征能够让通信绕过故障点, 从而使用户站点一直保持运行和可访问性。而且，每次提供负载均衡服务后，7170网络应用负载均衡器全部有统计，天天全部会自动生成一个汇报，用户经过这一汇报还能了解流量分布情况。英特尔网擎系列中7190多址负载均衡器可用于远程负载均衡服务。这一设备针对拥有多个网站地址企业进行专门设计，能够依据单个URL地址将通信路由到方便可用站点，从而实现广域网范围负载平衡。为了提升响应速度，7190采取 “快速响应模式”，使全部站点全部能对同一用户访问请求作出响应，响应最快站点将接收并完成这一访问任务，而不是在发生用户请求时计算“最快”路由所以产生额外延迟时间。管理员能够采取这种模式确保很短服务器响应时间，也能够选择对用户满意度产生更大影响其它算法。系统在后台搜集多站点状态信息，如服务器响应时间、通信量、当地系统状态，从而使7190能够立即确定每个数据中心状态，并将访问导向最好站点。