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負載均衡解決方案
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負載均衡 (Load Balancing) 負載均衡建立在現有網絡結構之上,它提供了一種廉價有效透明的方法擴展網絡設備和服務器的帶寬、增加吞吐量、加強網絡數據處理能力、提高網絡的靈活性和可用性。
由于現有網絡的各個核心部分隨著業務量的提高,訪問量和數據流量的快速增長,其處理能力和計算強度也相應地增大,使得單一的服務器設備根本無法承擔。在此情況下,如果扔掉現有設備去做大量的硬件升級,這樣將造成現有資源的浪費,而且如果再面臨下一次業務量的提升時,這又將導致再一次硬件升級的高額成本投入,甚至性能再卓越的設備也不能滿足當前業務量增長的需求。
負載均衡(又稱為負載分擔),英文名稱為Load Balance,其意思就是將負載(工作任務)進行平衡、分攤到多個操作單元上進行執行,例如Web服務器、FTP服務器、企業關鍵應用服務器和其它關鍵任務服務器等,從而共同完成工作任務。
需要說明的是:負載均衡設備不是基礎網絡設備,而是一種性能優化設備。對于網絡應用而言,并不是一開始就需要負載均衡,當網絡應用的訪問量不斷增長,單個處理單元無法滿足負載需求時,網絡應用流量將要出現瓶頸時,負載均衡才會起到作用。
負載均衡有兩方面的含義:首先,單個重負載的運算分擔到多臺節點設備上做并行處理,每個節點設備處理結束后,將結果匯總,返回給用戶,系統處理能力得到大幅度提高,這就是常說的集群(clustering)技術。第二層含義就是:大量的并發訪問或數據流量分擔到多臺節點設備上分別處理,減少用戶等待響應的時間,這主要針對Web服務器、FTP服務器、企業關鍵應用服務器等網絡應用。通常,負載均衡會根據網絡的不同層次(網絡七層)來劃分。其中,第二層的負載均衡指將多條物理鏈路當作一條單一的聚合邏輯鏈路使用,這就是鏈路聚合(Trunking)技術,它不是一種獨立的設備,而是交換機等網絡設備的常用技術。現代負載均衡技術通常操作于網絡的第四層或第七層,這是針對網絡應用的負載均衡技術,它完全脫離于交換機、服務器而成為獨立的技術設備。這也是將要討論的對象。近幾年來,四到七層網絡負載均衡首先在電信、移動、銀行、大型網站等單位進行了應用,因為其網絡流量瓶頸的現象最突出。這也就是為何每通一次電話,就會經過負載均衡設備的原因。另外,在很多企業,隨著企業關鍵網絡應用業務的發展,負載均衡的應用需求也越來越大了。
軟/硬件
軟件負載均衡解決方案是指在一臺或多臺服務器相應的操作系統上安裝一個或多個附加軟件來實現負載均衡,如DNS Load Balance,CheckPoint Firewall-1 ConnectControl等,它的優點是基于特定環境,配置簡單,使用靈活,成本低廉,可以滿足一般的負載均衡需求。
軟件解決方案缺點也較多,因為每臺服務器上安裝額外的軟件運行會消耗系統不定量的資源,越是功能強大的模塊,消耗得越多,所以當連接請求特別大的時候,軟件本身會成為服務器工作成敗的一個關鍵;軟件可擴展性并不是很好,受到操作系統的限制;由于操作系統本身的Bug,往往會引起安全問題。
硬件負載均衡解決方案是直接在服務器和外部網絡間安裝負載均衡設備,這種設備通常稱之為負載均衡器,由于專門的設備完成專門的任務,獨立于操作系統,整體性能得到大量提高,加上多樣化的負載均衡策略,智能化的流量管理,可達到最佳的負載均衡需求。
負載均衡器有多種多樣的形式,除了作為獨立意義上的負載均衡器外,有些負載均衡器集成在交換設備中,置于服務器與Internet鏈接之間,有些則以兩塊網絡適配器將這一功能集成到PC中,一塊連接到Internet上,一塊連接到后端服務器群的內部網絡上。
一般而言,硬件負載均衡在功能、性能上優于軟件方式,不過成本昂貴。
部署方式
負載均衡有三種部署方式:路由模式、橋接模式、服務直接返回模式。路由模式部署靈活,約60%的用戶采用這種方式部署;橋接模式不改變現有的網絡架構;服務直接返回(DSR)比較適合吞吐量大特別是內容分發的網絡應用。約30%的用戶采用這種模式。
路由模式(推薦)
服務器的網關必須設置成負載均衡機的LAN口地址,且與WAN口分署不同的邏輯網絡。因此所有返回的流量也都經過負載均衡。這種方式對網絡的改動小,能均衡任何下行流量。

橋接模式
橋接模式配置簡單,不改變現有網絡。負載均衡的WAN口和LAN口分別連接上行設備和下行服務器。LAN口
不需要配置IP(WAN口與LAN口是橋連接),所有的服務器與負載均衡均在同一邏輯網絡中。
由于這種安裝方式容錯性差,網絡架構缺乏彈性,對廣播風暴及其他生成樹協議循環相關聯的錯誤敏感,因此一般不推薦這種安裝架構。
服務直接返回模式
這種安裝方式負載均衡的LAN口不使用,WAN口與服務器在同一個網絡中,互聯網的客戶端訪問負載均衡的虛IP(VIP),虛IP對應負載均衡機的WAN口,負載均衡根據策略將流量分發到服務器上,服務器直接響應客戶端的請求。因此對于客戶端而言,響應他的IP不是負載均衡機的虛IP(VIP),而是服務器自身的IP地址。也就是說返回的流量是不經過負載均衡的。因此這種方式適用大流量高帶寬要求的服務。

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