网络负载均衡群集初级课程

升腾资讯有限公司共64页第64页课程方向：网络负载平衡等级：初级课程编号：AT-NLB-001网络负载平衡介绍及其安装与配置目录TOC\o"1-6"\h\z\u目录 1第一节网络负载平衡介绍 3学习目标 3课程内容 3一、 概述 3二、 工作原理简介 41. 均衡算法 42. 均衡产品种类 5第二节WindowsServer网络负载平衡介绍 6学习目标 6课程内容 6三、 概述 6四、 WindowsServer网络负载均衡群集简单介绍 7五、 NLB的一般应用 8六、 其它注意事项 9第三节WindowsServer2003网络负载平衡的安装与配置 10学习目标 10课程内容 10一、 概述 10二、 终端服务器系统安装 10三、 域控制器系统安装与配置 10四、 各主机IP及NLB群集IP地址规划 101. 主机IP地址规划 102. NLB群集IP地址规划 113. 提示 11五、 DNS服务器上群集DNS记录的添加 111. 打开DNS管理控制台 112. 添加DNS记录 12六、 通过在“网络连接”中修改网卡TCP/IP属性进行设置 13七、 单网卡服务器网络负载均衡的配置 131. NLB结点加入域 132. 通过在“网络连接”中修改网卡TCP/IP属性进行设置 162.1. 第一个结点网络负载均衡配置 162.2. 其它结点网络负载均衡配置 253. 通过“网络负载平衡管理器”进行配置 273.1. 打开“网络负载平衡管理器” 273.2. 新建一个群集 283.3. 添加第一个群集结点 313.4. 添加其它NLB群集结点 333.5. 管理NLB群集结点 36八、 双网卡服务器网络负载均衡的配置 371. NLB结点加入域 372. 通过在“网络连接”中修改网卡TCP/IP属性进行设置 382.1. 第一个结点网络负载均衡配置 382.2. 其它结点网络负载均衡配置 453. 通过“网络负载平衡管理器”进行配置 473.1. 新建一个群集 473.2. 添加第一个群集结点 483.3. 添加其它NLB群集结点 493.4. 管理NLB群集结点 50九、 测试 52第四节WindowsServer2008网络负载平衡的安装与配置 52学习目标 52课程内容 52一、 概述 53二、 安装NLB组件 53三、 创建NLB群集 55四、 添加第一个结点 56五、 添加其它结点 60六、 NLB群集及结点管理 62

第一节网络负载平衡介绍学习目标通过本章学习，您将可以了解网络负载平衡的基本概述。了解网络负载平衡产品的基本原理与分类。课程内容概述负载平衡群集技术就是带均衡策略（算法）的服务器群集。负载均衡群集在多节点之间按照一定的策略（算法）分发网络或计算处理负载。负载均衡建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效的方法来扩展服务器带宽，增加吞吐量，提高数据处理能力，同时又可以避免单点故障等。下面主要以网络负载均衡群集为例进行说明。我们日常工作过程中常用到的将多台Windows终端服务器组成的NLB群集就是负载均衡群集技术之一，同时该技术对于FTP服务或WEB服务而言，也具有高可用性。一般的框架结构如下图（在这里我们以终端服务器网络负载均衡群集为例进行说明，其它应用类似）。后台的多个终端服务器均提供终端服务，终端通过RDP连接NLB的虚拟群集IP地址，虚拟群集主机根据负载均衡策略（算法）合理地将客户端连接分配给某台终端服务器。在这种群集中，负载均衡策略（算法）是个关键所在。

负载均衡是一种动态均衡，它通过一些工具实时地分析数据包，掌握网络中的数据流量状况，把任务数分配出去。对于不同的应用环境，使用的均衡策略(算法)是不同的。在OSI七层协议模型中的第二（数据链路层）、第三（网络层）、第四（传输层）、第七层（应用层）都有相应的负载均衡策略（算法），在数据链路层上实现负载均衡的原理是根据数据包的目的MAC地址选择不同的路径；在网络层上可利用基于IP地址的分配方式将数据流疏通到多个节点；而传输层和应用层的交换（Switch），本身便是一种基于访问流量的控制方式，能够实现负载均衡。工作原理简介均衡算法目前，均衡算法主要有三种：轮循(Round-Robin)、最小连接数（LeastConnectionsFirst），和快速响应优先（FasterResponsePrecedence）。轮循算法是指将来自网络的请求依次分配给群集中的服务器进行处理。最小连接数算法是指为群集中的每台服务器设置一个记数器，记录每个服务器当前的连接数，负载均衡系统总是选择当前连接数最少的服务器分配任务，Windows2000Server及WindowsServer2003中集成的网络负载均衡软件就属于此类算法。快速响应优先算法是指根据群集中的服务器状态（CPU、内存等主要处理部分）来分配任务。到目前为止，采用这个算法的负载均衡系统还较少。尤其对于硬件负载均衡设备来说，只能在TCP/IP协议方面做工作，几乎不可能深入到服务器的处理系统中进行监测。但切是未来发展的方向。均衡产品种类到目前为止，针对负载均衡的产品主要以网络负载均衡产品为主，网络负载均衡产品又主要分为两大类：硬件产品和软件产品。A、硬件产品硬件产品比软件产品速度快但是价格高。著名的产品有：（a）、3Com的智能网卡和DynamicAccess技术结合起来，不用在交换机上做任何设置，就可以完成分担任务；（b）、Cisco路由器通过对动态环路、旁路技术等功能的提供实现负载均衡。（c）、最近几年还有很多厂商推出了结合交换机及路由器等设备功能的负载均衡产品。B、软件产品软件产品主要有：（a）、Windows2000Server、WindowsServer2003及WindowsServer2008中集成的网络负载均衡软件；（b）、IBM的Web专用服务器和NetworkDispatcher软件；（c）、Lotus的ICM；（d）、其它厂商推出的负载均衡解决方案等。

第二节WindowsServer网络负载平衡介绍学习目标通过本章学习，您将可以了解WindowsServer系统中的网络负载平衡组件的基本概述。了解WindowsServer系统中的网络负载平衡组件的基本组成。了解WindowsServer系统中的网络负载平衡的常用应用场合。课程内容概述对大部分的IT部门而言，其所负责管理维护的内网或外网的服务器通常都要求是7*24小时工作，如数据存取，网页服务等等,另外，网络应用服务器需要为大量用户提供无延时的服务，然而有什么方法能够简单地实现这些需求呢？WindowsServer系统上的网络负载均衡（NLB）群集使您可以将相互独立的若干服务器组成单一的系统，从而提高其可靠性、可用性及可管理性。您可以通过NLB群集来部署企业范围内的基于TCP/IP的应用和服务。相对于其它一些网络负载均衡解决方案而言，WindowsServer系统中的NLB具有许可优势，因为其不需要特殊的硬件支持，只要是获合工业标准的计算机均可以加入NLB群集并统一对其进行管理。网络负载均衡是通过将客户端的访问请求均衡分配到网络负载均衡群集中的每一台服务器上来提高系统的可伸缩性、可用性及带载能力等，同时当群集的负载能力不够或群集中的某台服务器故障时，直接将故障服务器退出群集或将新添加的服务器加入群集即可，这非常适用于无会话状态的应用，例如IIS中的网页服务等。总之，网络负载均衡群集具有如下优势：A、高可伸缩性WindowsServer系统中的一个NLB群集最多可以支持32台计算机，主机可以很容易地加入某个群集或退出某个群集。B、负载均衡通过将来自相同或不同的客户端的基于TCP/IP的访问请求均衡分配到群集中的每一台主机上来实现各服务器主机之间的负载均衡。C、增强可用性NLB群集能够自动检测试故障机器并将其从群集中删除并将其原负载分配到其它的可用结点主机上，同时还能自动检测已恢复的机器将其加入群集提供服务，结点主机的加入和退出在几秒钟之内即可完成。网络负载平衡是一个驱动程序，该驱动的名字为wlbs.sys，您必须在群集中的每台主机装载该驱动程序，wlbs.sys中包含有一组运算规则，每台主机通过该运算法则可以计算机由哪台主机处理客户端的连接访问请求。WindowsServer网络负载均衡群集简单介绍网络负载均衡群集增强了终端服务器、Web服务器、FTP服务器和其他关键任务服务器上的服务器程序的可用性和可伸缩性。单台计算机可提供有限的服务器可靠性和可伸缩性能。但是，通过将两台或多台计算机的资源组合为单个群集，网络负载均衡可以提供终端服务、Web服务器和其他关键任务服务器所需的性能和可靠性。在Windows2000AdvancedServer、WindowsServer2003及WindowsServer2008系统中，最多支持32台主机组成一个NLB环境。下图描述了一个拥有六台主机的群集：每台主机运行所需服务器程序（如终端服务、Web服务、FTP服务）的独立副本。对于某些服务，如使用终端服务器的终端服务，群集中的所有主机上都相同的终端服务，并且在这些服务之间进行网络负载均衡。网络负载均衡将一些运行服务器程序的计算机组合在一起，目前这些服务器程序必须使用TCP/IP网络协议。网络负载均衡允许群集中的所有计算机通过一组相同的群集地址来寻址（同时保持其现有的使用唯一的专用IP地址寻址的特性）。网络负载均衡以在主机之间均衡TCP/IP通信量的形式来分发接收到的客户端连接请求。为了调整服务器的性能，网络负载均衡可以在通过群集中所有主机接收的TCP/IP通信中进行负载均衡。在这种情况下，所有的负载均衡主机都运行服务器程序的一个副本，并在主机间分配负载。每台主机处理的负载比重可在必要时配置。也可动态地向群集中添加主机来处理增加的负载。另外，网络负载均衡可以将所有通信发到指定的单个主机上，这个主机称为默认主机。网络负载均衡管理TCP/IP通信以维持对服务器程序的高可用性。当某个主机故障或脱机时，网络负载均衡自动重新配置群集以便将客户请求发给其余的计算机。对于负载均衡程序，负载在继续运行的计算机之间自动重新分配。单个服务器中的程序将其通信重定向到特定的主机。与故障或脱机的服务器之间的连接丢失。一旦完成必要的维护工作，脱机的计算机就可透明地重新加入到群集中，并重新得到它分担的工作负荷。NLB的一般应用下面介绍NLB的一般应用A、IIS服务器（WEB服务器场）在较大型的WEB服务应用中，通常由多台WEB服务器来为客户提供服务，为了在各WEB服务器之间实现负载平衡，提高WEB服务器场的可伸缩性、可靠性等，可通过NLB将多台WEB服务器组成NLB群集。B、VPN服务器NLB还可用于将多台VPN服务器组成一个NLB群集，从而实现对PPTP客户端连接的负载平衡。C、服务器自动故障切换场合首先必须知道一点，就是通过NLB虽然可实现单主机自动故障切换，但建议采用服务器群集（Cluster）来满足这种单主机故障自动切换。如果想通过NLB来实现服务器的故障切换则必须满足以下几点需求：（a）、首先必须在每个NLB结点上启动应用或服务，因为NLB没有自动启动某个应用或服务的能力。（b）、在NLB结点上运行的应用和服务所必须读取的文件和数据必须能够被多个结点同时读取。（c）、当应用程序或服务存在需要排它性地不断读取某些文件的情况时，不适合采用NLB来实现故障切换，建议采用Cluster来实现该功能。同时还必须注意，在NLB环境中，进行故障切换时，服务器并不能实现实时状态信息的转移，即如当前在服务器A的应用与客户端之间建立了一条会话连接，在该会话连接中有一些实时的状态信息，如果服务器A突然发生故障，客户端与NLB群集中的服务器B重新连接，此时客户端与服务器A之间的状态信息并不会转移到服务器B。D、终端服务器群集NLB可用于终端服务器群集，通过NLB可将多个终端服务器组成一个或多个NLB群集并对客户端提供服务。客户端通过RDP连接到终端服务器时只需连接到NLB群集的群集IP地址即可，而不必知道具体某台终端服务器的IP地址，当客户端连接到NLB群集的IP地址后，NLB的wlbs.sys驱动程序通过一定的运算法则计算出当前连接的宿主主机，并在客户端与宿主主机之间建立RDP连接。大家在前面的《终端服务》课程中已经学习了解了当客户端通过RDP连接到终端服务器后，若客户端因断电等原因异常断开与终端服务器之间的连接时，终端服务器上的该用户的会话并不会结束（除非管理员在终端服务器上设置了断开会话的自动注销机制），待客户端设备恢复后再连接时，该用户可以继续原来异常断开的会话，从而保证用户的数据及信息不丢失。然而在NLB环境中，由于客户端连接的是NLB群集的IP地址，再由NLBWlbs.sys驱动来计算连接的目标主机，在这种情况下，客户会话异常断开后再连接时就有可能被分配到其它主机上，而不是连接到原异常断开会话的主机上，对于该问题，在WindowsServer2003中有一个服务“终端服务会话目录服务”可以用于对用户会话进行跟踪记录，当用户有断开的会话时，用户再连接将会连接到原断开的会话的主机上；而是WindowsServer2008中，有一个服务“终端服务SessionBroker”来对用户会话进行跟踪记录，有关这两个服务的介绍主配置说明请参考《网络负载均衡中级教程》。E、VPN服务器WindowsServer2003或WindowsServer2008中的NLB还支持PPTP及L2TP等VPN会话，但在将NLB用于VPN服务器上，必须大NLB参数的“相似性”中设置为“单一”其它注意事项A、DNS解析网络负载均衡不支持动态DNS解析，也就是说不支持将NLB群集名与群集IP在DNS服务器注册，因此该功能必须在配置NLB的网卡关闭动态地址注册功能。另外，配置NLB网卡不能使用DHCP获得IP地址。B、VPN服务器应用在将NLB用于VPN服务器上，必须大NLB参数的“相似性”中设置为“单一”C、Kerberos认证NLB支持在负载均衡上运行应用采用Kerberos认证。

第三节WindowsServer2003网络负载平衡的安装与配置学习目标通过本章学习，您将可以掌握在WindowsServer2003中安装配置NLB群集的方法。掌握在WindowsServer2003中安装配置NLB群集的注意事项。课程内容概述为了提高终端服务器的可用性和可靠，在一个有多台终端服务器的环境中，建议将多台终端服务器通过“网络负载均衡NLB”技术组成服务器群统一对外提供服务，这样，当其中有一台终端服务器发生故障时，用户也可以不间断地登录到其它服务器进行工作。终端服务器系统安装NLB中各个结点将一起对外提供服务，因此要求NLB中的各个结点均是终端服务器，在进行网络负载均衡配置之前，请参考终端服务课程中的《终端服务器的安装与配置》将所有NLB中的各个结点安装好。域控制器系统安装与配置为方便管理，通常将NLB群集中的各结点加入域（当然也可以不要域环境）。在这种环境中，在配置NLB之前，必须选安装好域控制器。域控制器安装与配置请参考AD课程中的《域控制器的安装与配置》。各主机IP及NLB群集IP地址规划在实际开始配置之前，请勿必规划好各主机结点的IP地址及NLB群集的IP地址。其中：主机IP地址规划不管是单网卡服务器或是双网卡服务器，每台主机都必须有一个专用的IP地址。如本例中配置的：主机一专有IP：63/主机二专有IP：64/NLB群集IP地址规划NLB群集IP是多个结点统一对外服务的IP地址，NLB群集配置完成后，客户端就是通过该IP来访问这个NLB群集的。该IP地址不能与主机专有IP一样。如本例的：65/提示对于单网卡服务器，在网卡的“TCP/IP”属性中必须配置两个IP地址，一个是主机专有地址，别一个是群集IP地址。对于双网卡服务器，NLB群集网卡只配置一个IP地址，即群集IP，另一种网卡配置主机专用IP。若主机要加入域，必须在配置网络负载均衡前配置主机网卡IP地址。DNS服务器上群集DNS记录的添加为了让客户端通过域名进行登录时能正确解析出群集域名的IP地址，请手动在DNS服务器上添加该NLB群集的记录。过程如下:打开DNS管理控制台通过“开始”—》“程序”—》“管理工具”—》“DNS”打开DNS管理控制台，如下图所示：添加DNS记录右击指定的域（如上图中的），并选择菜单中的“新建主机”，将弹出如下图所示的DNS记录添加窗口。在上图中输入NLB群集名和NLB群集IP地址，并点击“添加主机”后即完成DNS记录的添加。如下图所示。通过在“网络连接”中修改网卡TCP/IP属性进行设置单网卡服务器网络负载均衡的配置为了方便管理，我们通常将NLB中的各个终端服务器结点统一加入到域，方便用户通过域用户登录到终端服务器。而不必在每台终端服务器上建立相同的用户帐号，从而减少工作量。NLB结点加入域说明：NLB结点主机可以不加入域，当不加入域时请跳过此步。A、首先右击我的电脑，并选择其中的“属性”。B、我的电脑系统属性C、点击上图中“更改”以将其加入域，如下图所示。D、将隶属于由“工作组”切换到“域”并在输入框中输入“域名”（如本例的），接下来点击“确定”将出现下图中的子窗口。E、成功加入域提示加入域成功后将出现如下提示。F、点击“确定”后将出现如下要求重新启动机器的提示。通过在“网络连接”中修改网卡TCP/IP属性进行设置第一个结点网络负载均衡配置在将所有NLB结点都加入域后（也可以不加入域），接下来继续进行网各负载均衡的配置。打开网络连接通过右击“网上邻居”并选中其中的“属性”打开网络连接。打开网络连接中网卡属性右击下图中的网络连接并选择其中的“属性”进行配置。配置网络负载平衡参数勾选下图中的“网络负载平衡”点击上图中的“属性”进入网络负载平衡参数的配置，如下图所示。其中的“群集参数”属性页主要用来配置群集的IP地址（也即对终端提供服务的IP地址，本例中为65/，配置完成后，终端连接65即可连接到这个网络平衡群集）。请在IP地址栏输入群集的IP地址，并在子网掩码栏输入“子网掩码”，若在域环境中，还可以在完整Internet名中输入域名，如下图所示。接下来设置本结点的主机参数，如下图所示。优先级：多个NLB结点的优先及不能一样。可以依次设置为1，2，3，….等。专用IP地址：该IP地址是指结点本身的IP地址，与群集IP地址不一样，请勿混淆，对于单网卡的服务器，这个IP地址必须是服务器网络“TCP/IP”属性中网卡IP地址之一。接下来则开始配置端口规则。如下图所示：通过点击上图中的“编辑”即可对默认端口规则进行修改，同时也可以点击“添加”或“删除”来对端口规则进行增减。端口规则属性具体如下图所示，默认情况下可不必修改。配置完“群集参数后”点击“确定”退出，此时系统将提示对网卡的“TCP/IP”属性进行配置，增加群集IP地址。如下图所示。点击“网卡”的“TCP/IP”。点击“属性”修改网卡TCP/IP属性。如下图所示：点击上图中的“高级”将群集IP地址加入该网络连接的“TCP/IP属性”，具体过程如下面几个图所示。其它结点网络负载均衡配置其它单网卡NLB结点的配置过程与首结点的配置过程几乎相同，唯一不同的是在配置网络负载平横的“主机参数”时，“优先级”必须指定为与首结点不一样的优先级，另外，其中的专有IP地址也必须是和首结点不一样的。如下图所示。配置完网络负载平衡参数后，则必须在“网络连接”的“TCP/IP”属性中加入群集的IP地址，如下图所示：通过“网络负载平衡管理器”进行配置在WindowsServer2003Sp1及以后版本的系统中，系统默认带有“网络负载平衡管理器”工具，通过该工具管理员可以在一台机器上完成对NLB群集的创建、结点加入、结点删除、参数修改等操作。下面简单介绍通过“网络负载平衡管理器”来进行NLB的配置。打开“网络负载平衡管理器”如下图所示，在管理工具中即有“网络负载平衡管理器”，也可以通过在命令行提示符下输入“nlbmgr.exe”来调出“网络负载平衡管理器”。新建一个群集如下图所示，右击并选择“新建群集”。接下来“网络负载平衡管理器”群集新建向导将要求您输入群集参数，如下图所示：说明：在单网卡主机上，若要实现各NLB结点主机之间的通讯，则只能采用多播方式，因此在这里我们选择“多播”方式。在WindowsServer2003及以后版本中，可以为群集设置多个虚拟IP，接下来向导允许管理员输入多个虚拟群集IP，如下图所示：接下来安装向导将提示管理员定义“端口规则”如下图所示：点击其中的编辑可对默认的端口规则进行编辑，点击“添加”则可以添加新的端口的规则。端口规则中的设置项如下图所示：添加第一个群集结点群集参数设置完成后，向导开始进行结点的添加操作，首先向导要求管理员输入将被加入NLB群集的结点主机地址，如下图所示：管理员输入结点的IP并连接后将出现如下图所示，管理员必须选择一块用于配置NLB的网卡：选择本置NLB的网卡并点击“下一步”后向导将设置默认优先级并读取该网卡的初始参数（专有IP地址）。点击“完成”后向导开始在该结点主机上配置NLB，如下图所示：配置完成后，系统提示该加点已成功加入并已聚合，如下图所示：添加其它NLB群集结点接下来同样可以在“网络负载平衡管理器”中添加其它结点，如下图所示：接下来根据向导输入将被加入的结点的主机名或IP地址，如下图所示：向导将为将加入的结点设置一个默认优先级，如下图所示，默认取优先级2（因为优先级1已经被默认分配给结点1）.接下来同样是向导在新加入的结点上进行配置。管理NLB群集结点通过“网络负载平衡管理器”同样可以对该NLB群集进行管理，包括修改群集参数、端口规则，添加/删除结点等，首先打开“网络负载平衡管理器”，再如下图所示连接到某相群集：输入群集中的结点，并点击“连接”将出现在该结点上已经配置的群集，选择该群集后点击“完成”即可，如下图所示：管理管理如下图所示：双网卡服务器网络负载均衡的配置NLB结点加入域说明：NLB结点主机可以不加入域，当不加入域时请跳过此步。结点加入域的过程与单网卡服务器相似，在这时不再详述。通过在“网络连接”中修改网卡TCP/IP属性进行设置第一个结点网络负载均衡配置网卡重命名为了便于识别，请将两种网卡重命名为“Public”和“Private”等易记的名称。如下图所示：NLB群集网卡配置首先勾选“网络负载平衡”，如下图所示：点击上图中“属性”以弹出如下界面，配置群集相关参数。配置群集“主机参数”，如下图所示，请选择主机优先级，所有主机结点的优先级不能一样。而这里配置的专用IP地址即为本NLB网卡（如本例的Public网卡）的“TCP/IP”属性中的IP地址。接下来配置端口规则，本步骤与单网卡服务器的配置方法一样。完成群集参数配置后，请配置群集网卡的IP地址，如下图所示，网卡IP地址为群集的IP地址，如下图所示。接下来在“高级”选项中添加群集IP地址，如下图所示：私有网卡的配置完成群集网卡的配置后，必须对私有网卡进行配置，私有网卡不必配置“网络负载平衡”，如下图所示。点击上图中的“Internet协议（TCP/IP）”，并点击“属性”弹出如下设置界面。在IP地址中输入规划好的用于主机机通讯的私有IP地址（如本例的62/）。其它结点网络负载均衡配置其它结点的网络负载均衡配置与首结点的配置方法一样，不同之处在于配置NLB群集的主机参数的“优先级”及“专用IP配置”部分。如下图所示：优先级：必须指定为一个与首结点不同的优先及，多台主机的优先级不能一样。专有IP地址：该地址则是为该结点规划的IP地址，不能与其它主机结点的专用IP地址一样。NLB群集相关参数配置完成后，则必须在NLB网卡的TCP/IP属性上添加群集IP地址及专用IP地址，如下面两图所示：在NLB网卡属性中添加群集IP地址，如下图所示：通过“网络负载平衡管理器”进行配置新建一个群集首先采用如“单网卡服务器”中的方式在“网络负载平衡管理器”中创建一个新的群集，并设置群集参数，如下图所示，详