負(fù)載均衡在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

負(fù)載均衡在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用名目\l“_TOC_250010“引言 1\l“_TOC_250009“負(fù)載均衡技術(shù)的層次構(gòu)造 2\l“_TOC_250008“常用的負(fù)載均衡技術(shù)介紹 2\l“_TOC_250007“基于客戶端的負(fù)載均衡 2\l“_TOC_250006“應(yīng)用效勞器的負(fù)載均衡技術(shù) 3\l“_TOC_250005“基于DNS域名系統(tǒng)的負(fù)載均衡 3\l“_TOC_250004“高層協(xié)議的負(fù)載均衡技術(shù) 4\l“_TOC_250003“網(wǎng)絡(luò)接入負(fù)載均衡技術(shù) 5\l“_TOC_250002“傳輸鏈路負(fù)載均衡技術(shù) 5\l“_TOC_250001“負(fù)載均衡技術(shù)在實(shí)施過(guò)程中要留意的幾個(gè)問(wèn)題 7\l“_TOC_250000“６.總結(jié) 15 分析負(fù)載均衡在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用 10Internet心部件的正常運(yùn)轉(zhuǎn),擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)帶寬,提高了吞吐量,加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理力量,大大提高了系統(tǒng)容錯(cuò)性,為最終用戶供給優(yōu)質(zhì)的效勞同時(shí)分析了負(fù)載均衡技術(shù)在實(shí)施過(guò)程中要留意的幾個(gè)問(wèn)題。引言計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)核心局部隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用業(yè)務(wù)量及用戶數(shù)的增加,訪問(wèn)量和數(shù)據(jù)流量的快速增長(zhǎng),其處理力量和計(jì)算強(qiáng)度也相應(yīng)增了。關(guān)鍵部位消滅單點(diǎn)失效,從而為用戶供給更好的訪問(wèn)質(zhì)量。負(fù)載均衡的定義流量按肯定的策略分擔(dān)到多臺(tái)節(jié)點(diǎn)設(shè)備上分別處理,削減用戶等待響應(yīng)的時(shí)間;其次,單個(gè)重負(fù)載的運(yùn)算分擔(dān)到多臺(tái)節(jié)點(diǎn)設(shè)備上做并行處理,每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備處理完畢后,結(jié)果匯總后再返回給用戶,使得整個(gè)系統(tǒng)處理力量可以得到大幅度提高。負(fù)載均衡技術(shù)的層次構(gòu)造廣義上的負(fù)載均衡既可以是特地的硬件設(shè)備(網(wǎng)關(guān)/路由器、防火墻、交換機(jī)、負(fù)載均衡器等),也可以通過(guò)一些專用軟件與協(xié)議來(lái)們依據(jù)網(wǎng)絡(luò)瓶頸所在進(jìn)展具體分析。從客戶端應(yīng)用為起點(diǎn)縱向分析,參考OSI分層模型,我們把負(fù)載均衡技術(shù)的實(shí)現(xiàn)分為客戶端負(fù)載均等幾種方式?？蛻舳素?fù)載均衡應(yīng)用效勞器負(fù)載均衡DNS客戶端負(fù)載均衡應(yīng)用效勞器負(fù)載均衡DNS高協(xié)議負(fù)載均衡網(wǎng)絡(luò)接入負(fù)載均衡傳輸鏈路層負(fù)載均衡常用的負(fù)載均衡技術(shù)介紹基于客戶端的負(fù)載均衡這種模式指的是在網(wǎng)絡(luò)的客戶端運(yùn)行特定的程序,該程序通過(guò)定:CPUIO、內(nèi)存等動(dòng)態(tài)信息,再依據(jù)某種選擇策略,找到可以供給效勞的最正確效勞的,全部的工作都在運(yùn)行時(shí)處理。個(gè)特別的程序;并且,為了保證應(yīng)用層的透亮運(yùn)行,需要針對(duì)每一個(gè)應(yīng)用程序加以修改,要對(duì)代碼進(jìn)展重開發(fā),工作量比較大,因而這種技術(shù)僅適用于特別的應(yīng)用場(chǎng)合。應(yīng)用效勞器的負(fù)載均衡技術(shù)假設(shè)將客戶端的負(fù)載均衡層移植到某一個(gè)中間平臺(tái),形成三層構(gòu)造代理技術(shù)。通過(guò)反向代理效勞器,可以將懇求按肯定的策略轉(zhuǎn)發(fā)給多在肯定程度上可以提升客戶端的訪問(wèn)速度,從而到達(dá)負(fù)載均衡的目的,目前廣泛承受的有必需為每一種效勞都特地開發(fā)一個(gè)反向代理效勞器,這樣web效勞器的負(fù)載均衡;隨著并發(fā)連接數(shù)量的增加,代理效勞器本身的負(fù)載也會(huì)變得格外大,最終反向代理效勞器本身會(huì)成為效勞的瓶頸?；贒NS最早的負(fù)載均衡技術(shù)是通過(guò)DNSDNS術(shù)是在DNSIPDNS詢時(shí),DNSDNSIP得不同的客戶端訪問(wèn)不同的效勞器,從而到達(dá)負(fù)載均衡的目的。DNSDNS器的差異,不能做到為性能較好的效勞器多安排懇求;為了使地址能隨機(jī)安排,保證不同的客戶計(jì)算機(jī)能均勻獲得不同的地址,就應(yīng)使刷時(shí)間盡量短,不同地方的DNS效勞器能更使DNSDNS置,還是需要等待足夠的時(shí)間(刷時(shí)間)才能發(fā)揮作用,在此期間,保存了故障DNS盡管存在多種問(wèn)題,但它還是一種格外簡(jiǎn)潔有效的方法,包括Yahoo、Google高層協(xié)議的負(fù)載均衡技術(shù)WebWeb現(xiàn)主要是依靠Web通過(guò)對(duì)400、500600系列的錯(cuò)誤信息,因而能透亮地將連接懇求重定向到另一臺(tái)效勞器,避開應(yīng)用層故障?？梢罁?jù)流經(jīng)的數(shù)據(jù)類型(如推斷數(shù)據(jù)包是圖像文件、壓縮文件或多媒體文件格式等),把數(shù)據(jù)流量引向相應(yīng)內(nèi)容的效勞器來(lái)處理,增加系統(tǒng)性能。懇求,還是asp、cgi等的動(dòng)態(tài)文檔懇求,把相應(yīng)的懇求引向相應(yīng)的效勞器來(lái)處理,提高系統(tǒng)的性能及安全性。Web內(nèi)容交換負(fù)載均衡受到其所支持的協(xié)議限制(一般只有),這樣就限制了它應(yīng)用的廣泛性,并且檢查報(bào)頭會(huì)占用大量的系統(tǒng)資源,勢(shì)必會(huì)影響到系統(tǒng)的性能,在大量連接懇求的狀況下,負(fù)載均衡設(shè)備自身簡(jiǎn)潔成為網(wǎng)絡(luò)整體性能的瓶頸。網(wǎng)絡(luò)接入負(fù)載均衡技術(shù)也就是通常說(shuō)的第四層交換技術(shù),很多硬件廠商已經(jīng)將這種技術(shù)集成在他們的交換機(jī)/路由器中,已經(jīng)被廣泛用于構(gòu)建各種效勞器集IPIPTCPUDP址上,到達(dá)負(fù)載均衡的目的,例如承受NAT傳輸鏈路負(fù)載均衡技術(shù)隨著高帶寬應(yīng)用需求不斷增大時(shí)(例如Web訪問(wèn)、文檔傳輸及VODIP數(shù)據(jù)鏈路將產(chǎn)生瓶頸問(wèn)題,這將會(huì)導(dǎo)致客戶應(yīng)用懇求的響應(yīng)時(shí)間大大增加,同時(shí)單一的訪問(wèn)鏈路不行避開的存在單點(diǎn)故障問(wèn)題,網(wǎng)絡(luò)的牢靠性沒(méi)有保障。鏈路聚合技術(shù)為消退傳輸鏈路上的瓶頸與不行靠因素供給了本錢低廉的解決方案。鏈路聚合技術(shù)是將多條線路的傳輸容量融合成一個(gè)單一的規(guī)律鏈路來(lái)使用,每條線路都用于網(wǎng)絡(luò)傳輸,擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量,其中技術(shù)主要有以下幾種:IMUXT1/E1個(gè)同步的DS1信道來(lái)傳輸數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡,該技術(shù)目前已經(jīng)廣泛用于廣域網(wǎng)接入。IMAATM能夠運(yùn)行在使用ATMPPPMPMLP,是應(yīng)用于使用PPPMPPPP要用于廣域網(wǎng)鏈路的備份及廣域網(wǎng)連接帶寬的擴(kuò)展?！?〕(AdaptiveLoadBalancing,簡(jiǎn)稱ALB)AdapterFaultToler-ance,AFT)Intel些技術(shù)可以大大提高了效勞器的網(wǎng)絡(luò)吞吐量及牢靠性,不過(guò)這項(xiàng)技術(shù)需要操作系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)層和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的支持?！?〕基于交換機(jī)端口聚合(80211ad標(biāo)準(zhǔn)),主要用于交換機(jī)之使鏈路的帶寬成倍增長(zhǎng)?？梢詫?shí)現(xiàn)端口間的負(fù)載均衡,同時(shí)也能夠互為備份,保證了鏈路的冗余性。負(fù)載均衡技術(shù)在實(shí)施過(guò)程中要留意的幾個(gè)問(wèn)題當(dāng)我們?cè)谝肽撤N負(fù)載均衡方案乃至具體實(shí)施時(shí),像其他的很多方案一樣,首先是確定當(dāng)前及將來(lái)的應(yīng)用需求,分析網(wǎng)絡(luò)瓶頸之所在,然后在多種因素之間做出權(quán)衡,比方是承受硬件的還是軟件的負(fù)載均要滿足多大的需求,資金投入等等,在綜合了多種因素后最終確定一個(gè)適宜的方案。不管負(fù)載均衡方案是承受花費(fèi)較少的軟件方式,還是購(gòu)置代價(jià)昂揚(yáng)或其他種類不同的均衡技術(shù),下面這幾項(xiàng)都是我們?cè)谝刖夥桨笗r(shí)可能需要考慮的問(wèn)題:,性能的優(yōu)劣與負(fù)載均衡設(shè)備的處理力量、承受的均衡策略息息相關(guān),要堅(jiān)決避開負(fù)載均衡設(shè)備由于大量連接懇求時(shí)自身性能缺乏而成為DNSNAT負(fù)載均衡相結(jié)合,此外還要兼顧考慮性價(jià)比。可擴(kuò)展性:適宜的均衡解決方案應(yīng)能滿足網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷更、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大的需求,能均衡不同操作系統(tǒng)和硬件平臺(tái)之間Cache器的負(fù)載,并且能夠?qū)蛻舳送耆噶?。敏捷?均衡解決方案應(yīng)能敏捷地供給不同的應(yīng)用需求,滿足應(yīng)用需求的不斷變化。在不同的效勞器群有不同的應(yīng)用需求時(shí),應(yīng)有多樣的均衡策略供給更廣泛的選擇。牢靠性:在對(duì)效勞質(zhì)量要求較高的站點(diǎn),負(fù)載均衡解決方案應(yīng)能為效勞器群供給高度的容錯(cuò)性和高可用性,同時(shí)也要考慮負(fù)載均衡設(shè)備自身的冗余解決方案。使用冗余負(fù)載均衡設(shè)備時(shí),處于同一個(gè)冗余單元的多個(gè)負(fù)載均衡設(shè)備必需具有有效的方式以便相互進(jìn)展監(jiān)控,保護(hù)系統(tǒng)盡可能地避開因故障患病損失。易治理性:不管是通過(guò)軟件還是硬件方式的均衡解決方案,維護(hù)和監(jiān)控,提高工作效率。負(fù)載均衡〔負(fù)載均衡〔LoadBalance〕能再卓越的設(shè)備也不能滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)量增長(zhǎng)的需求。負(fù)載均衡實(shí)現(xiàn)方式分類負(fù)載均衡實(shí)現(xiàn)方式分類1：軟件負(fù)載均衡技術(shù)該技術(shù)適用于一些中小型網(wǎng)站系統(tǒng)，可以滿足一般的均衡負(fù)載需求。軟件負(fù)載均衡技術(shù)是在一個(gè)或多個(gè)交互的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的多臺(tái)效勞器上安裝一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)的負(fù)載均衡軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種均衡負(fù)載技術(shù)。軟件負(fù)載均衡技術(shù)配置簡(jiǎn)潔、操作也便利，最重要的是本錢很低。22：硬件負(fù)載均衡技術(shù)府網(wǎng)站，一般來(lái)說(shuō)都會(huì)部署有硬件負(fù)載均衡設(shè)備〔緣由1.硬件設(shè)備術(shù)，與軟件負(fù)載均衡技術(shù)相比，能到達(dá)更好的負(fù)載均衡效果。33：本地負(fù)載均衡技術(shù)絡(luò)構(gòu)造?！踩缥④汵LBIP使效勞器輪循響應(yīng)數(shù)據(jù)，但是在一次安全網(wǎng)關(guān)的部署當(dāng)中就遇到了問(wèn)題，大家以后可以留意本次閱歷，問(wèn)題簡(jiǎn)潔描述如下：當(dāng)外部測(cè)試PCIPpingIP另外，實(shí)主機(jī)也均回應(yīng)數(shù)據(jù)包，導(dǎo)致安全設(shè)備認(rèn)為會(huì)話不是安全的。所以進(jìn)展阻斷，致使業(yè)務(wù)不正常〕44：全局負(fù)載均衡技術(shù)〔也稱為廣域網(wǎng)負(fù)載均衡〕全局負(fù)載均衡技術(shù)適用于擁有多個(gè)低于的效勞器集群的大型網(wǎng)站系IP轉(zhuǎn)向地域最近點(diǎn)。很多大型網(wǎng)站都使用的這種技術(shù)。55：鏈路集合負(fù)載均衡技術(shù)增加現(xiàn)有帶寬的根底上大大提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)吞吐量，節(jié)約本錢?？偨Y(jié)：總結(jié)：負(fù)載均衡至少有四種應(yīng)用：效勞器負(fù)載均衡；廣域網(wǎng)絡(luò)效勞器負(fù)載均衡；防火墻負(fù)載均衡；透亮網(wǎng)站負(fù)載均衡。錯(cuò)力量。廣域網(wǎng)絡(luò)效勞器負(fù)載均衡負(fù)責(zé)將客戶的懇求導(dǎo)向到不同的數(shù)據(jù)中心消滅災(zāi)難性事故時(shí)智能的冗災(zāi)處理。便超出一臺(tái)防火墻的處理力量。透亮網(wǎng)站(Transparentcache)使導(dǎo)向流量交換到多臺(tái)網(wǎng)站中，用以卸載網(wǎng)站效勞器的靜態(tài)內(nèi)容到網(wǎng)站(Cache)中，從而提高網(wǎng)站效勞的性能和加速cache硬件負(fù)載均衡部署方式硬件負(fù)載均衡部署方式F5析硬件負(fù)載均衡設(shè)備的部署方式。1、直連模式構(gòu)造負(fù)載均衡負(fù)載均衡負(fù)載均衡旁路部署B(yǎng)igipF5bigipipbigipip對(duì)外供給效勞則使用公開的ip。負(fù)載均衡旁路部署B(yǎng)igipF5bigip連接的效勞器都使用公開的ip其次，看一下兩種模式的流量走向直連下的正常流量走向，如圖負(fù)載均衡串聯(lián)部署流量走向圖負(fù)載均衡串聯(lián)部署流量走向圖如上圖，bigipbigipbigip器的流量在下面的接口。再看旁路模式下的流量走向，如圖負(fù)載均衡旁路部署流量走向負(fù)載均衡旁路部署流量走向bigip口上。第三、兩種模式的比照和思考1、從接口流量壓力上看直連狀況下，bigipbigipbigip效勞器的流量在下聯(lián)的接口，故bigip在旁路模式下,bigip無(wú)論同客戶端還是同效勞器的通訊流量均在bigipbigip可以在bigip接口成為網(wǎng)絡(luò)瓶頸。2、從網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造安全性上看ip知效勞器的真實(shí)地址，在此模式下，為保證效勞器的安全性，效勞器的網(wǎng)關(guān)指向bigip，可以使用bigip〔防火墻〕功能來(lái)保護(hù)效勞器。3、從治理便利性上看bigip上啟用地址翻譯〔NAT〕功能，相對(duì)會(huì)簡(jiǎn)單一些。而旁路模式則不需要地址翻譯的配置。4、從擴(kuò)展性上看直連模式不支持npathnpathnpath模式可削減F5npath〔均衡設(shè)備之下〕npathnpath可以不通過(guò)bigibigipnpath的流量處理方式不能工作在直連的模式。5、后續(xù)系統(tǒng)改造時(shí)，兩種模式的工作簡(jiǎn)單程度不一樣假設(shè)對(duì)一個(gè)原先沒(méi)有負(fù)載均衡技術(shù)的系統(tǒng)進(jìn)展負(fù)載均衡技術(shù)的改造，ip做調(diào)整〔將效勞器調(diào)到bigip后端，同時(shí)相關(guān)聯(lián)的應(yīng)用也要改動(dòng)，需要進(jìn)展嚴(yán)格的測(cè)試才能上線運(yùn)行；然而，在旁路模式下，僅僅需要改動(dòng)一下效勞器的網(wǎng)關(guān)，原有系統(tǒng)的其它局部〔包括網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造〕根本不需要做改動(dòng)，故前者對(duì)系統(tǒng)改動(dòng)較大，后者則改動(dòng)較小。1、增加了網(wǎng)絡(luò)的敏捷性：F5F5一些特別的應(yīng)用也可在核心交換機(jī)上承受策略路由的