负载均衡在网络中的应用

负载均衡在网络中的应用名目\l“_TOC_250010“引言 1\l“_TOC_250009“负载均衡技术的层次构造 2\l“_TOC_250008“常用的负载均衡技术介绍 2\l“_TOC_250007“基于客户端的负载均衡 2\l“_TOC_250006“应用效劳器的负载均衡技术 3\l“_TOC_250005“基于DNS域名系统的负载均衡 3\l“_TOC_250004“高层协议的负载均衡技术 4\l“_TOC_250003“网络接入负载均衡技术 5\l“_TOC_250002“传输链路负载均衡技术 5\l“_TOC_250001“负载均衡技术在实施过程中要留意的几个问题 7\l“_TOC_250000“６.总结 15 分析负载均衡在网络中的应用 10Internet心部件的正常运转,扩展了网络带宽,提高了吞吐量,加强了网络数据处理力量,大大提高了系统容错性,为最终用户供给优质的效劳同时分析了负载均衡技术在实施过程中要留意的几个问题。引言计算机网络的各个核心局部随着网络应用业务量及用户数的增加,访问量和数据流量的快速增长,其处理力量和计算强度也相应增了。关键部位消灭单点失效,从而为用户供给更好的访问质量。负载均衡的定义流量按肯定的策略分担到多台节点设备上分别处理,削减用户等待响应的时间;其次,单个重负载的运算分担到多台节点设备上做并行处理,每个节点设备处理完毕后,结果汇总后再返回给用户,使得整个系统处理力量可以得到大幅度提高。负载均衡技术的层次构造广义上的负载均衡既可以是特地的硬件设备(网关/路由器、防火墙、交换机、负载均衡器等),也可以通过一些专用软件与协议来们依据网络瓶颈所在进展具体分析。从客户端应用为起点纵向分析,参考OSI分层模型,我们把负载均衡技术的实现分为客户端负载均等几种方式。客户端负载均衡应用效劳器负载均衡DNS客户端负载均衡应用效劳器负载均衡DNS高协议负载均衡网络接入负载均衡传输链路层负载均衡常用的负载均衡技术介绍基于客户端的负载均衡这种模式指的是在网络的客户端运行特定的程序,该程序通过定:CPUIO、内存等动态信息,再依据某种选择策略,找到可以供给效劳的最正确效劳的,全部的工作都在运行时处理。个特别的程序;并且,为了保证应用层的透亮运行,需要针对每一个应用程序加以修改,要对代码进展重开发,工作量比较大,因而这种技术仅适用于特别的应用场合。应用效劳器的负载均衡技术假设将客户端的负载均衡层移植到某一个中间平台,形成三层构造代理技术。通过反向代理效劳器,可以将恳求按肯定的策略转发给多在肯定程度上可以提升客户端的访问速度,从而到达负载均衡的目的,目前广泛承受的有必需为每一种效劳都特地开发一个反向代理效劳器,这样web效劳器的负载均衡;随着并发连接数量的增加,代理效劳器本身的负载也会变得格外大,最终反向代理效劳器本身会成为效劳的瓶颈。基于DNS最早的负载均衡技术是通过DNSDNS术是在DNSIPDNS询时,DNSDNSIP得不同的客户端访问不同的效劳器,从而到达负载均衡的目的。DNSDNS器的差异,不能做到为性能较好的效劳器多安排恳求;为了使地址能随机安排,保证不同的客户计算机能均匀获得不同的地址,就应使刷时间尽量短,不同地方的DNS效劳器能更使DNSDNS置,还是需要等待足够的时间(刷时间)才能发挥作用,在此期间,保存了故障DNS尽管存在多种问题,但它还是一种格外简洁有效的方法,包括Yahoo、Google高层协议的负载均衡技术WebWeb现主要是依靠Web通过对400、500600系列的错误信息,因而能透亮地将连接恳求重定向到另一台效劳器,避开应用层故障。可依据流经的数据类型(如推断数据包是图像文件、压缩文件或多媒体文件格式等),把数据流量引向相应内容的效劳器来处理,增加系统性能。恳求,还是asp、cgi等的动态文档恳求,把相应的恳求引向相应的效劳器来处理,提高系统的性能及安全性。Web内容交换负载均衡受到其所支持的协议限制(一般只有),这样就限制了它应用的广泛性,并且检查报头会占用大量的系统资源,势必会影响到系统的性能,在大量连接恳求的状况下,负载均衡设备自身简洁成为网络整体性能的瓶颈。网络接入负载均衡技术也就是通常说的第四层交换技术,很多硬件厂商已经将这种技术集成在他们的交换机/路由器中,已经被广泛用于构建各种效劳器集IPIPTCPUDP址上,到达负载均衡的目的,例如承受NAT传输链路负载均衡技术随着高带宽应用需求不断增大时(例如Web访问、文档传输及VODIP数据链路将产生瓶颈问题,这将会导致客户应用恳求的响应时间大大增加,同时单一的访问链路不行避开的存在单点故障问题,网络的牢靠性没有保障。链路聚合技术为消退传输链路上的瓶颈与不行靠因素供给了本钱低廉的解决方案。链路聚合技术是将多条线路的传输容量融合成一个单一的规律链路来使用,每条线路都用于网络传输,扩大了网络的传输容量,其中技术主要有以下几种:IMUXT1/E1个同步的DS1信道来传输数据,实现负载均衡,该技术目前已经广泛用于广域网接入。IMAATM能够运行在使用ATMPPPMPMLP,是应用于使用PPPMPPPP要用于广域网链路的备份及广域网连接带宽的扩展。〔4〕(AdaptiveLoadBalancing,简称ALB)AdapterFaultToler-ance,AFT)Intel些技术可以大大提高了效劳器的网络吞吐量及牢靠性,不过这项技术需要操作系统驱动层和网络交换机的支持。〔5〕基于交换机端口聚合(80211ad标准),主要用于交换机之使链路的带宽成倍增长。可以实现端口间的负载均衡,同时也能够互为备份,保证了链路的冗余性。负载均衡技术在实施过程中要留意的几个问题当我们在引入某种负载均衡方案乃至具体实施时,像其他的很多方案一样,首先是确定当前及将来的应用需求,分析网络瓶颈之所在,然后在多种因素之间做出权衡,比方是承受硬件的还是软件的负载均要满足多大的需求,资金投入等等,在综合了多种因素后最终确定一个适宜的方案。不管负载均衡方案是承受花费较少的软件方式,还是购置代价昂扬或其他种类不同的均衡技术,下面这几项都是我们在引入均衡方案时可能需要考虑的问题:,性能的优劣与负载均衡设备的处理力量、承受的均衡策略息息相关,要坚决避开负载均衡设备由于大量连接恳求时自身性能缺乏而成为DNSNAT负载均衡相结合,此外还要兼顾考虑性价比。可扩展性:适宜的均衡解决方案应能满足网络技术不断更、网络规模不断扩大的需求,能均衡不同操作系统和硬件平台之间Cache器的负载,并且能够对客户端完全透亮。敏捷性:均衡解决方案应能敏捷地供给不同的应用需求,满足应用需求的不断变化。在不同的效劳器群有不同的应用需求时,应有多样的均衡策略供给更广泛的选择。牢靠性:在对效劳质量要求较高的站点,负载均衡解决方案应能为效劳器群供给高度的容错性和高可用性,同时也要考虑负载均衡设备自身的冗余解决方案。使用冗余负载均衡设备时,处于同一个冗余单元的多个负载均衡设备必需具有有效的方式以便相互进展监控,保护系统尽可能地避开因故障患病损失。易治理性:不管是通过软件还是硬件方式的均衡解决方案,维护和监控,提高工作效率。负载均衡〔负载均衡〔LoadBalance〕能再卓越的设备也不能满足当前业务量增长的需求。负载均衡实现方式分类负载均衡实现方式分类1：软件负载均衡技术该技术适用于一些中小型网站系统，可以满足一般的均衡负载需求。软件负载均衡技术是在一个或多个交互的网络系统中的多台效劳器上安装一个或多个相应的负载均衡软件来实现的一种均衡负载技术。软件负载均衡技术配置简洁、操作也便利，最重要的是本钱很低。22：硬件负载均衡技术府网站，一般来说都会部署有硬件负载均衡设备〔缘由1.硬件设备术，与软件负载均衡技术相比，能到达更好的负载均衡效果。33：本地负载均衡技术络构造。〔如微软NLBIP使效劳器轮循响应数据，但是在一次安全网关的部署当中就遇到了问题，大家以后可以留意本次阅历，问题简洁描述如下：当外部测试PCIPpingIP另外，实主机也均回应数据包，导致安全设备认为会话不是安全的。所以进展阻断，致使业务不正常〕44：全局负载均衡技术〔也称为广域网负载均衡〕全局负载均衡技术适用于拥有多个低于的效劳器集群的大型网站系IP转向地域最近点。很多大型网站都使用的这种技术。55：链路集合负载均衡技术增加现有带宽的根底上大大提高网络数据吞吐量，节约本钱。总结：总结：负载均衡至少有四种应用：效劳器负载均衡；广域网络效劳器负载均衡；防火墙负载均衡；透亮网站负载均衡。错力量。广域网络效劳器负载均衡负责将客户的恳求导向到不同的数据中心消灭灾难性事故时智能的冗灾处理。便超出一台防火墙的处理力量。透亮网站(Transparentcache)使导向流量交换到多台网站中，用以卸载网站效劳器的静态内容到网站(Cache)中，从而提高网站效劳的性能和加速cache硬件负载均衡部署方式硬件负载均衡部署方式F5析硬件负载均衡设备的部署方式。1、直连模式构造负载均衡负载均衡负载均衡旁路部署BigipF5bigipipbigipip对外供给效劳则使用公开的ip。负载均衡旁路部署BigipF5bigip连接的效劳器都使用公开的ip其次，看一下两种模式的流量走向直连下的正常流量走向，如图负载均衡串联部署流量走向图负载均衡串联部署流量走向图如上图，bigipbigipbigip器的流量在下面的接口。再看旁路模式下的流量走向，如图负载均衡旁路部署流量走向负载均衡旁路部署流量走向bigip口上。第三、两种模式的比照和思考1、从接口流量压力上看直连状况下，bigipbigipbigip效劳器的流量在下联的接口，故bigip在旁路模式下,bigip无论同客户端还是同效劳器的通讯流量均在bigipbigip可以在bigip接口成为网络瓶颈。2、从网络构造安全性上看ip知效劳器的真实地址，在此模式下，为保证效劳器的安全性，效劳器的网关指向bigip，可以使用bigip〔防火墙〕功能来保护效劳器。3、从治理便利性上看bigip上启用地址翻译〔NAT〕功能，相对会简单一些。而旁路模式则不需要地址翻译的配置。4、从扩展性上看直连模式不支持npathnpathnpath模式可削减F5npath〔均衡设备之下〕npathnpath可以不通过bigibigipnpath的流量处理方式不能工作在直连的模式。5、后续系统改造时，两种模式的工作简单程度不一样假设对一个原先没有负载均衡技术的系统进展负载均衡技术的改造，ip做调整〔将效劳器调到bigip后端，同时相关联的应用也要改动，需要进展严格的测试才能上线运行；然而，在旁路模式下，仅仅需要改动一下效劳器的网关，原有系统的其它局部〔包括网络构造〕根本不需要做改动，故前者对系统改动较大，后者则改动较小。1、增加了网络的敏捷性：F5F5一些特别的应用也可在核心交换机上承受策略路由的