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软件、硬件负载均衡部署方案
目录
1、硬件负载均衡之F5部署方案 (2)
1.1网络拓扑结构 (2)
1.2反向代理部署方式 (3)
2软件负载均衡方案 (4)
2.1负载均衡软件实现方式之一- URL重定向方式 (4)
2.2负载均衡软件实现方式之二- 基于DNS (5)
2.3负载均衡软件实现方式之三- LVS (8)
2.4负载均衡软件实现方式之四- 专业负载均衡软件 (16)
总结： (16)
1、硬件负载均衡之F5部署方案
对于所有的对外服务的服务器，均可以在BIG-IP上配置Virtual Server实现负载均衡，同时BIG-IP可持续检查服务器的健康状态，一旦发现故障服务器，则将其从负载均衡组中摘除。
BIG-IP利用虚拟IP地址（VIP由IP地址和TCP/UDP应用的端口组成，它是一个地址）来为用户的一个或多个目标服务器（称为节点：目标服务器的IP地址和TCP/UDP应用的端口组成，它可以是internet的私网地址）提供服务。因此，它能够为大量的基于TCP/IP的网络应用提供服务器负载均衡服务。根据服务类型不同分别定义服务器群组，可以根据不同服务端口将流量导向到相应的服务器。BIG-IP连续地对目标服务器进行L4到L7合理性检查，当用户通过VIP请求目标服务器服务时，BIG-IP根椐目标服务器之间性能和网络健康情况，选择性能最佳的服务器响应用户的请求。如果能够充分利用所有的服务器资源，将所有流量均衡的分配到各个服务器，我们就可以有效地避免“不平衡”现象的发生。
利用UIE+iRules可以将TCP/UDP数据包打开，并搜索其中的特征数据，之后根据搜索到的特征数据作相应的规则处理。因此可以根据用户访问内容的不同将流量导向到相应的服务器，例如：根据用户访问请求的URL将流量导向到相应的服务器。
1.1网络拓扑结构
网络拓扑结构如图所示：
网络拓扑结构
1.2反向代理部署方式
下图为集群服务器的硬件负载均衡详细架构图，由一台F5虚拟机分别对多台服务器进行负载分配。
①如图，假设域名被解析到F5的外网/公网虚拟IP：61.1.1.3（vs_squid），该虚拟IP下有一个服务器池（pool_squid），该服务器池下包含两台真实的Squid 服务器（192.168.1.11和192.168.1.12）。
②、如果Squid缓存未命中，则会请求F5的内网虚拟IP：192.168.1.3（vs_apache），该虚拟IP下有一个默认服务器池（pool_apache_default），该服务器池下包含两台真实的Apache服务器（192.168.1.21和192.168.1.22），当该虚拟IP匹配iRules规则时，则会访问另外一个服务器池（pool_apache_irules），该服务器池下同样包含两台真实的Apache服务器（192.168.1.23和192.168.1.24）。
③、另外，所有真实服务器的默认网关指向F5的自身内网IP，即192.168.1.2。
④、所有的真实服务器通过SNAT IP地址61.1.1.4访问互联网。
2软件负载均衡方案
2.1负载均衡软件实现方式之一- URL重定向方式
有一种用软件实现负载均衡的方式,是基于"URL重定向"的.
先看看什么是URL重定向:
"简单的说，如果一个网站有正规的URL和别名URL，对别名URL进行重定向到正规URL，访问同一个网址，或者网站改换成了新的域名则把旧的域名重定向到新的域名，都叫URL重定向"
()
"很多网络协议都支持“重定向”功能，例如在HTTP协议中支持Location 指令，接收到这个指令的浏览器将自动重定向到Location指明的另一个URL上。"
()
这种方式,对于简单的网站,如果网站是自己开发的,也在一定程度上可行.但是它存在着较多的问题:
1、“例如一台服务器如何能保证它重定向过的服务器是比较空闲的，并且不会再次发送Location指令，Location指令和浏览器都没有这方面的支持能力，这样很容易在浏览器上形成一种死循环。”
2、在哪里放LOCATION，也是一个问题。很有可能用户会访问系统的很多个不同URL，这个时候做起来会非常麻烦。并且，对URL的访问，有的时候是直接过来的，可以被重定向，有的时候是带着SESSION之类的，重定向就可能会出问题。并且，这种做法，将负载均衡这个系统级的问题放到了应用层，结果可能是麻烦多多。
3、这种方式一般只适用于HTTP方式，但是实际上有太多情况不仅仅是HTTP 方式了，特别是用户如果在应用里面插一点流媒体之类的。
4、重定向的方式，效率远低于IP隧道。
5、这种方式，有的时候会伴以对服务器状态的检测，但往往也是在应用层面实现，从而实时性大打折扣。
实际上，这种方式是一种“对付”的解决方法，并不能真正用于企业级的负载均衡应用（这里企业级是指稍微复杂一点的应用系统）可以看一下专业的负载均衡软件是如何来实现的：
对比一下可以发现，专业的负载均衡软件要更适用于正规应用，而重定向方式则比较适用于一些简单的网站应用。
2.2负载均衡软件实现方式之二- 基于DNS
负载均衡集群网络拓扑图
讲到负载均衡，几乎所有地方都必须要讲一下基于DNS的方式，因为这实在是最基本、最简单的方式了。当然，也几乎所有地方都说到这种方式的种种缺点，不过，既然很基本，就还是要说明一下。
下面这段讲得很清楚：
最早的负载均衡技术是通过DNS来实现的，在DNS中为多个地址配置同一个名字，因而查询这个名字的客户机将得到其中一个地址，从而使得不同的客户访问不同的服务器，达到负载均衡的目的。
DNS负载均衡是一种简单而有效的方法，但是它不能区分服务器的差异，也不能反映服务器的当前运行状态。当使用DNS负载均衡的时候，必须尽量保证不同的客户计算机能均匀获得不同的地址。由于DNS数据具备刷新时间标志，一
旦超过这个时间限制，其他DNS服务器就需要和这个服务器交互，以重新获得地址数据，就有可能获得不同IP地址。因此为了使地址能随机分配，就应使刷新时间尽量短，不同地方的DNS服务器能更新对应的地址，达到随机获得地址，然而将过期时间设置得过短，将使DNS流量大增，而造成额外的网络问题。DNS 负载均衡的另一个问题是，一旦某个服务器出现故障，即使及时修改了DNS设置，还是要等待足够的时间（刷新时间）才能发挥作用，在此期间，保存了故障服务器地址的客户计算机将不能正常访问服务器。
尽管存在多种问题，但它还是一种非常有效的做法，包括Yahoo在内的很多大型网站都使用DNS。
引自：负载均衡技术研究
原文：
比较一下DNS方式与专业的负载均衡软件如PCL负载均衡软件，会发现DNS 的问题在于，一是往往不能根据系统与服务的状态来判断负载，二是往往不能建立较复杂的负载均衡算法，而最主要的是DNS往往有缓存，简单分配负载问题不大，如果是应用集群这个就是无法接受的。
那么，为什么象Yahoo在内的大型网站都使用DNS方式呢？因为对于门户网站来讲，应用形态单一且简单，重要的是服务器数量与分布，而如果出现短时间对于少量用户的服务中断问题并不大（比如有100台服务器，有一台不行了，即使DNS有缓存，也关系不大，用户重新刷一下，就很可能又分配到其他机器上了）。
但是，对于应用系统而言，比如两三台服务器，跑着比较复杂的应用，DNS 方式就完全不适合了，这个时候，就要用专业的负载均衡软件了。
我们可以看一个实例，这样会对专业化负载均衡软件应该支持什么样的应用有更多的理解：36000人同时应用的负载均衡实例
2.3负载均衡软件实现方式之三- LVS
LVS是一个开源的软件,可以实现LINUX平台下的简单负载均衡.
后面所附文章,讲述了LVS实现负载均衡的方法.
因为文章较长,所以在转载前,先总结一下LVS的优缺点:
优点:
1、开源，免费
2、在网上能找到一些相关技术资源
3、具有软件负载均衡的一些优点
缺点：
1、具有开源产品常有的缺点，最核心的就是没有可靠的支持服务，没有人对其结果负责
2、功能比较简单，支持复杂应用的负载均衡能力较差，如算法较少等。
3、开启隧道方式需重编译内核
4、配置复杂
5、只支持LINUX，如果应用还包括WINDOWS、SOLIRIS等就不行了
因此，建议在简单的LINUX应用中使用LVS，复杂的应用，或者重要的应用，还是应该使用专业的负载均衡软件，如富士通西门子公司的PCL负载均衡软件。
下面转载一下如何使用LVS实现负载均衡：
搭建集群负载均衡系统（原文： ... p/20060707/2519.html）
负载均衡集群是在应用服务器高负载的情况下，由多台节点提供可伸缩的，高负载的服务器组以保证对外提供良好的服务响应；而LVS就是实现这一功能的技术.实际上LVS是一种Linux操作系统上基于IP层的负载均衡调度技术，它在操作系统核心层上，将来自IP层的TCP/UDP请求均衡地转移到不同的服务
器，从而将一组服务器构成一个高性能、高可用的虚拟服务器。使用三台机器就可以用LVS实现最简单的集群，如图1所示。
图1 LVS实现集群系统结构简图
图1显示一台名为Director的机器是前端负载均衡器，运行LVS，目前只能在Linux下运行.可以针对web、、mms甚至 mysql等服务做load balance;后端两台机器称之为Real Server，是需要负载均衡的服务器，可以为各类系统，Linux、Solaris、Aix、BSD、Windows都可，甚至Director本身也可以作为Real Server.
本文将通过实际操作，重点介绍如何在Redhat 9上用LVS构建一个负载均衡集群，关于负载均衡集群、LVS的详细内容，可参考如下信息：
... r/lvs/part1/index.shtml
安装LVS
RedHat在 9.0以后，就将ipvsadm这些套件去除，因此如果想使用LVS(Linux Virtual Server)，就得自己重新编译核心(kernel)。
下载所需软件
下载ipvs补丁包
从RedHat 9开始ipvs不再被预先编译到了RedHat发行版的内核中，我们需要从下载新版的ipvs, 这里我们使用ipvs-1.0.9.tar.gz这个版本.
下载内核linux-2.4.20.tar.gz
这里需要强调的是由于所有的ipvs的补丁包都是为标准内核开发的，所以安装ipvs时不能使用RedHat光盘中的Kernel Source，而是需要去下载标准的内核。所以我们从得到standard kernel linux-2.4.20.tar.gz
下载ipvs管理工具ipvsadm
从得到ipvs管理工具ipvsadm-1.21.tar.gz, ipvsadm是设置ipvs转发方式和调度算法的工具.
开始安装
安装内核源码
把linux-2.4.20.tar.gz解压到/usr/src目录，生成了/usr/src/linux目录；如果生成的是/usr/src /linux-2.4.20目录，则要在/usr/src下建立一个连接 ln –s linux-2.4.20 linux，因为在ipvs-1.0.9中的makefile文件中默认指定Kernel Source的路径为：KERNELSOURCE = /usr/src/linux
把ipvs补丁Patch到内核源码中
把ipvs-1.0.9.tar.gz解压缩到某个目录，如/test，生成了/test/ipvs-1.0.9目录；进入/test/ipvs- 1.0.9，依次执行如下命令：make patchkernel、make installsource,将ipvs的Patch加载到kernel的source 中。
重新编译支持ipvs的内核
进入/usr/src/linux目录，分别执行：
make mrproper 为创建新的内和配置做好准备
make menuconfig 进行配置
这里请确保IP:Virtual Server Configuration中的选项设定都用M
make dep 检测是否有相关的软件包被使用
make clean 为新内核结构准备源目录树
make bzImage 创建内核引导映像
make modules、make modules_install 生成模块
make install安装新的内核到指定位置并重新配置grub.conf
到这里新内核就安装完毕了,请重启并用此内核引导系统
安装ipvs管理工具ipvsadm
当使用新内核启动后，就可以安装ipvsadm:
tar xzvf ipvsadm-1.21.tar.gz
cd ./ipvsadm-1.21
make
make install
安装完成后，执行ipvsadm命令，如果有如下信息出现则说明安装成功了。
[root@leon c]# ipvsadm
IP Virtual Server version 1.0.9 (size=65536)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
->; RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
到现在为止，支持负载均衡功能的director就安装成功了，接下来我们可以通过ipvsadm来配置一个负载均衡集群。
构建负载均衡集群
这里我们假设局域网中有两台FTP服务器,IP分别为: 10.83.33.2
所提供的资料都是相同的,这可以通过无密码SSH登录+RSYNC来保证数据一致,这非本文中电,故而略过.我们提供给用户的虚拟IP是 10.83.33.100,而在后台为这两台FTP服务器实行LVS负载均衡的服务器的IP是10.83.33.83.这三台均安装RedHat9系统.
我们最终要实现的目标是当用户输入时, LVS负载均衡服务器系统会根据当时的负载情况,依据轮换策略来决定Real Server到底是FTP1还是FTP2,从而使得整个FTP服务器的负载到达均衡.
目前LVS有三种负载平衡方式，NAT（Network Address Translation），DR （Direct Routing），IP Tunneling。其中，最为常用的是DR方式，因此这里只说明DR(Direct Routing)方式的LVS负载平衡。其它两种的详细情况请参考LVS-HOWTO.
Director(即10.83.33.83)上执行的设置
为了方便我们将所有步骤写成一个shell script.
#!/bin/bash
echo "0" >; /proc/sys/net/ipv4/ip_forward (关闭ip_forward)
echo "1" >; /proc/sys/net/ipv4/conf/all/send_redirects (开启ICMP Redirects)
echo "1" >; /proc/sys/net/ipv4/conf/default/send_redirects (开启ICMP Redirects)
echo "1" >; /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/send_redirects (开启ICMP Redirects)
ifconfig eth0:100 10.83.33.100 broadcast 10.83.33.100 netmask 255.255.255.255
(设置虚拟IP)
route add -host 10.83.33.100 dev eth0:100 (设置达到虚拟Ip的路由) ipvsadm –C (清空ipvsadm table)
ipvsadm -A -t 10.83.33.100:21 -s wrr (建立service rule, 当前调度算法为加权轮叫调度)
ipvsadm -a -t 10.83.33.100:21 -r 10.83.33.76 -g -w 3 (建立转发规则) ipvsadm -a -t 10.83.33.100:21 -r 10.83.33.2 -g -w 1 (建立转发规则)
ipvsadm (检查当前ipvsadm table)
将此shell script加入到/etc/rc.local中，这样在每次系统启动时都可以自动运行进行设置了。
Realserver(即10.83.33.2和10.83.33.76)上的设置
这里我们必须先修正real server上arp problem .这是因为在使用VS/DR 的时候，real server会在一块网卡上绑定两个IP，但linux在kernel 2.2.14以后就将eth0:1的NOARP FLAG关闭，这使得eth0:1仅仅是eth0的别名，任何对eth0:1的操作都对eth0有效，因此如果此时使eth0:1 NOARP，则也使得eth0 NOARP,这样整个网卡都不会收到数据包,具体的说就是因为我所有的机器都放在同一个网段，当该网段的Router接收到用户对虚拟IP的TCP connection要求(即使用FTP登录服务器)时，会先在网段中利用Arp request询问谁有VIP的地址，而包含Director与Real Servers上所有的interface,只要他有那个ip，都会发送arp reply回去，造成网段内所有拥有Virtual IP的interface都会reply 给Router，最后结果就是看谁的速度快，Router就将该封包送给谁，如此会造成LVS的Server并无法发挥其效果，而我们所希望的是只有Director上的Virtual IP发送arp reply回去,因此需要利用hidden这个pattch，将real server上的Virtual IP给隐藏起来，如此他就不会对Arp Request进行Reply，就可以解决ARP的问题.具体步骤是:
下载所需的软件包
从得到hidden修正包,不同的核心使用相应的版本.请参考下表
Patch Linux 2.4 Created
hidden-2.4.28-1.diff 2.4.28 - 2.4.30 November 18, 2004
hidden-2.4.26-1.diff 2.4.26 - 2.4.27 February 28, 2004
hidden-2.4.25-1.diff 2.4.25 February 19, 2004
hidden-2.4.20pre10-1.diff 2.4.20pre10 - 2.4.24 October 12, 2002
hidden-2.4.19pre5-1.diff 2.4.19pre5 - 2.4.20pre9 April 7, 2002
hidden-2.4.5-1.diff 2.4.5 - 2.4.19pre4 June 2, 2001
hidden-2.4.4-1.diff 2.4.4 April 29, 2001
Patch Linux 2.6 Created
hidden-2.6.9-1.diff 2.6.9 - 2.6.11 October 19, 2004
hidden-2.6.4-1.diff 2.6.4 - 2.6.8 March 12, 2004
hidden-2.6.3-1.diff 2.6.3 February 19, 2004
hidden-2.5.67-1.diff 2.5.67 - 2.6.2 April 9, 2003
本例使用的内核版本是2.4.20-8,因此下载hidden-2.4.20pre10-1.diff 重新编译内核，修正arp problem
把hidden-2.4.20pre10-1.diff放到/usr/src/linux下，用命令
patch -p1 < hidden-2.4.20pre10-1.diff对kernel进行patch
进入/usr/src/linux目录，分别执行：
make mrproper 为创建新的内和配置做好准备
make menuconfig 进行配置
make dep 检测是否有相关的软件包被使用
make clean 为新内核结构准备源目录树
make bzImage 创建内核引导映像
make modules、make modules_install 生成模块
make install 安装新的内核到指定位置并重新配置grub.conf
到这里新内核就安装完毕了,请重启并用此内核引导系统
设置Real server
为了方便我们将所有步骤写成一个shell script.
#!/bin/bash
echo "0" >; /proc/sys/net/ipv4/ip_forward (关闭ip_forward)
ifconfig lo:100 10.83.33.100 broadcast 10.83.33.100 netmask 0xffffffff up (设置虚拟IP)
route add -host 10.83.33.100 dev lo:100 (设置达到虚拟Ip的路由) echo "1" >; /proc/sys/net/ipv4/conf/all/hidden (开启No-ARP)
echo "1" >; /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/hidden (开启No-ARP)
将此shell script加入到/etc/rc.local中，这样在每次系统启动时都可以自动运行进行设置了。
测试
为了使得我们清楚地知道访问的是那一台FTP服务器,我们在FTP1上编辑/etc/vs,设置 to FTP1 server,在FTP2设置 to FTP2 server,设置完毕后重启服务.
现在在另一台客户机开几个终端,依次输入,我们可以从欢迎词上看到,每次登录的FTP服务器都不是固定的,它会在FTP1和FTP2上互相交替,试验成功!
2.4负载均衡软件实现方式之四- 专业负载均衡软件
看一下专业的负载均衡软件是什么样的：PCL负载均衡软件
详细内容，大家可以自己去看。简单讲，专业负载均衡软件大概有以下特点：
1、它是基于IP隧道的，而不是象URL重定向方式那样。所以，它是独立于应用的
2、它支持不同平台，即应用可以是基于LINUX，WINDOWS或SOLARIS的，而不是象LVS只能在LINUX上
3、它是实时的，这点与DNS方式有极大的差别。
4、它能够根据系统、应用的情况来决定负载，这一点与硬件负载均衡设备有很大差别。
5、专业负载均衡软件，适用于企业级应用，无论从其可靠性，还是从其服务保障上，都不是象LVS那样的开源软件可比的。
总结：
如果是象YAHOO那样的网站应用，可以考虑DNS方式，参见：负载均衡软件实现方式之二 - 基于DNS
如果是特别简单的应用，可以考虑URL重定向方式，参见：负载均衡软件实现方式之一 - URL重定向方式
如果是不太重要的纯LINUX应用，可以考虑LVS，参见：负载均衡软件实现方式之三 - LVS
如果是重要、流量大、应用简单、预算充足的情况，可以考虑硬件方式（比如用F5）（一定要做双机啊！），参见：软件与硬件负载均衡的比较
而如果是重要的企业应用，两台或几十台服务器，应用比较复杂，包括有可能跨平台，则应该考虑专业的负载均衡软件。参见：PCL负载均衡软件-应用集群的理想选择
服务器负载均衡的设计与实现 在该架构中OpenFlow控制器可以获取每个服务器的运行状态，并根据运行状态分发用户请求，最大程度地利用每台服务器的计算资源，并且可以在系统运行期间动态地添加或删除服务器，使系统具备很高的灵活性。 1、动态负载均衡架构的整体设计 负载均衡架构是在一个非结构化的网络中使用集中式的控制器实现多台服务器共同对外提供服务。OpenFlow网络中的所有交换机都连接在一个控制器上，每台服务器有两块网卡，一块网卡连接到OpenFlow网络对用户提供网络服务，另一块通过以太网交换机和控制器相连，以便控制器通过SNMP协议获取服务器的运行状态，具体架构如图所示。 在上述负载均衡架构中控制器是网络的核心，其主要功能有四个，分别为： 保证网络正常的通信、获取服务器的运行状态、通过负载均衡算法计算服务器的综合负载、向交换机下发流表项以转发用户请求；控制器的模块设计如图所示。 本文阐述的负载均衡架构可以工作在任意openflow网络中，而不是专门为某个服务器
所设计的负载均衡，控制器的首要任务就是保证网络可以提供正常的数据转发服务，为了保证网络既可以为其他服务提供基础支持又保证负载均衡能够正常工作，在控制器的转发控制中有两个模块，第一个模块负责负载均衡服务，第二个模块负责网络的基本通信。当一个数据包到达Openflow交换机后，如果交换机找不到可以匹配的流表项，就会向控制发送packet-in消息，控制器收到packet-in消息之后首先交给负载均衡模块，由负载均衡模块处理该消息，如果该数据包的目的IP 不是负载均衡所负责的网络服务，如果该数据包的目的IP不是负载均衡所负责的网络服务，负载均衡模块就不会做任何处理而是直接packet-in 消息传递给网络通信模块，以保证其它业务正常通信。如果该数据包的目的IP是负载均衡所负责的网络服务，负载均衡模块就向交换机下发流表项让交换机完成负载均衡服务。 为了有效地利用计算资源，控制器还需要根据服务器的运行状态转发用户请求，因此控制器还要完成这方面的工作。在此架构中每台服务器都有一块通过以太网交换机和控制器相连的网卡，控制器通过以太网交换机和服务器通信，利用SNMP协议获取服务器的运行状态。在此架构中就算没有和服务器相连的网卡，控制器也可以通过Openflow网络和服务器通信，本文之所以没有这么做是因为控制器直接和连接在openflow网络中的服务器通信需要交换机把所有服务器所发送的消息封装成packet-in消息发送给交换机，控制器也必须通过向交换机发送packet-out消息才能把数据发送给服务器，这样做会给交换机和控制器同时带来很大的压力。 因为服务器的运行状态必须由多条信息才能描述清楚，所以就算得到服务器的运行状态之后，也无法根据多条信息判断哪台服务器的负载最低。因此本文在控制器中运行了一个负载均衡算法，控制器会把服务的运行状态作为负载均衡算法的参数代入到服务器综合负载的运算中，计算出服务器的综合负载，并根据综合负载得到负载最小的服务器。 负载均衡的核心内容就是让交换机分发用户的请求，用户请求的第一个数据包到达交换级之后，交换机会通过packet-in消息把数据包发送给控制器，控制器中的负载均衡模块会通过SNMP协议获取所有服务器的运行状态，并根据运行状态计算服务器的综合负载，之后把用户的请求转发给综合负载最小的服务器。 2、动态负载均衡架构的设计与实现 负载均衡常用的算法有随机、轮训和最小连接数，原因是这三种算法很容易用硬件实现，这三种算法中最小连接数算法的效果是最理想的，但是如果集群中的服务器在CPU、内存、网络带宽上的配置不相同，这三个算法都不能充分地发挥服务器集群的计算能力。在openflow网络中，网络的控制层由软件制定，负载均衡算法也可以集成在控制器中，使用软件完成，这样可以更准确地评估服务器的负载情况。本文阐述的负载均衡方案中就设计了一个负载均衡算法，根据服务器的运行状态计算服务器的综合负载，并返回综合负载最小的服务器。该算法可以在服务器性能差距较大的集群中充分发挥每一台服务器的计算能力，算法的具体实现过程如下： 1）动态反馈当前服务器负载量 主要收集每台服务器CPU和内存的使用率，这些信息并不能直接表示一台服务器的负载情况，所以使用公式1把CPU和内存信息转换为服务器的负载量，其中LC为第i台服务器CPU的使用率，LM为第i台内存的使用率，r1和r2为权值，用于强调该服务类型对各个部分的不同影响程度，r1+r2=1,LS为计算得出的第i台服务器负载量 LS=r1LC+r2*LM 2）服务器处理能力计算； 集群中服务器的性能也可能不同，在计算服务器负载的时候还要考虑服务器的处理能力，第i台服务器的处理能力使用C(i)表示，C的计算方法如公式所示，其中P为第i台服务器CPU的个数，M为第i台服务器内存的大小，r1和r2为权值，r1+r2=1。
全局负载均衡解决方案 1 需求分析 无论用户的数据中心内部采用多么完善的冗余机制、安全防范工具以及先进的负载均衡技术，单个数据中心的运行方式仍然不能保证关键业务可以7*24不间断运行。 而为了满足处于全球范围内不同地点的用户在访问应用时可以具备相同的快速访问感受，单一的数据中心却完法实现。 基于以上两个最主要的原因，用户通过在不同物理位置构建多个数据中心的方式已经成为用户的必然选择。然而，在构建了多个数据中心后，如何通过有效手段实现多个数据中心间的协调工作，引导用户访问最优的站点，或者当某个站点出现灾难性故障后使用户仍然可以访问其他站点上的关键业务等问题成为用户最关注的问题。 2 Radware 全局负载均衡解决方案 Radware 的全局负载均衡解决方案能够帮助客户通过将相同服务内容布署在处于不同物理地点的多个数据中心中得到更高的可用性、性能、以及更加经济和无懈可击的安全性，以便在全球范围内的客户获得更快的响应时间。 Radware的全局负载均衡解决方案支持Radware 下一代APSolute OS 软件体系结构的全部功能，彻底解决了网络可用性、性能和安全问题，使得应用在多个数据中心中获得更高的灵敏并具有自适应性。配合Radware 的高速度、高容量ASIC芯片+NP处理器的专用硬件应用交换设备，可有效保障网络应用的高可用性、提升网络性能，加强安全性，全面提升IT服务器等网络基础设施的升值潜力。 结合Radware多年来在智能应用流量管理领域的经验，以及对用户实际需求的分析，我们认为负载均衡器应具备如下功能：
?能够通过唯一的IP地址或域名的方式作为所有提供相同服务的数据中心的逻辑入口点。 ?全局负载均衡交换机具有灵活的流量分配算法与机制，以确保用户总能访问可以为其提供最优服务的数据中心的内容。 ?通过部署高性能的负载均衡产品，能够及时发现各数据中心或数据中心内部的服务器的健康状况，当某个数据中心出现故障时，保证把后续用户的访问导向到正常运行的数据中心上。 ?针对基于会话的业务，可以提供多种会话保持机制，确保用户在处理业务时的连续性。避免将用户的相同会话的业务请求，分配到不同的数据中心而造成访问失败。 ?应具备安全过虑及防DOS/DDOS的功能，为服务器提供多一层安全保障 ?具有很好的升级与可扩展性，能够适应特定的和不断变化的业务需求。 2.1 方案拓扑图 2.2 AppDirector-Global实现全局及本地负载均衡 在全局及本地负载均衡方面，AppDirector-Global主要在网络中实现以下功能： 2.2.1 全局负载均衡策略 Radware支持多种全局负载均衡策略，能够通过唯一的IP地址或域名的方式作为所有提供相同服务的数据中心的逻辑入口点。根据用户的实际情况，可以选择其中以下的一种，也可以组合同时使用。
负载均衡解决方案 公司：XX 日期：XX年XX月XX日
目录 1. 负载均衡概述 (3) 2. 项目现状 (3) 3. 项目需求分析 (4) 4. 项目解决方案 (4) 5. 负载均衡结构介绍 (7) 5.1. 负载均衡 (7) 5.2. 负载均衡实现设备[2] (8) 5.3. 负载均衡系统结构 (9) 5.3.1. 两层结构的负载均衡系统 (9) 5.3.2. 三层结构的负载均衡系统 (9) 5.4. 负载均衡实现的方法 (11) 6. Web服务器集群环境配置与测试 (11) 6.1. 搭建环境 (11) 6.1.1. 软硬件环境的搭建 (11) 6.1.2. 软件的安装与配置 (11) 6.2. 环境的测试 (13) 6.3. 集群系统负载均衡测试 (13) 6.4. 集群系统负载均衡测试分析 (13) 6.5. 本系统的不足之处 (14)
1.负载均衡概述 为了提高集群系统对用户的快速响应与整体吞吐量，必须采取一定的策略将Web访问均衡地分配到集群中的每一个服务器。基于此思想本文针对传统的单机思想给出了一种多机三层结构的负载均衡系统。实验结果表明了它在负载均衡方面的优越性。 Internet的快速增长，特别是电子商务应用的发展，使Web应用成为目前最重要最广泛的应用，Web服务器动态内容越来越流行。目前，网上信息交换量几乎呈指数增长，需要更高性能的Web服务器提供更多用户的Web服务，因此，Web服务器面临着访问量急剧增加的压力，对其处理能力和响应能力等带来更高的要求，如果Web 服务器无法满足大量Web访问服务，将无法为用户提供稳定、良好的网络应用服务。 由于客观存在的服务器物理内存、CPU 处理速度和操作系统等方面的影响因素，当大量突发的数据到达时，Web服务器无法完全及时处理所有的请求，造成应答滞后、请求丢失等，严重的导致一些数据包因延时而重发，使传输线路和服务器的负担再次增加。传统的方法是提高Web 服务器的CPU 处理速度和增加内存容量等硬件办法但无论如何增加Web 服务器硬件性能，均无法满足日益增加的对用户的访问服务能力。 面对日渐增加的Web 访问服务要求，必须对Web 服务器按一定策略进行负载分配。利用负载均衡[1]的技术，按照一定策略将Web 访问服务分配到几台服务器上，负载处理对用户透明，整体上对外如同一台Web 服务器为用户提供Web服务。 2.项目现状 本案例公司中现有数量较多的服务器群： ?WEB网站服务器 4台
PS：Nginx/LVS/HAProxy是目前使用最广泛的三种负载均衡软件，本人都在多个项目中实施过，参考了一些资料，结合自己的一些使用经验，总结一下。 一般对负载均衡的使用是随着网站规模的提升根据不同的阶段来使用不同的技术。具体的应用需求还得具体分析，如果是中小型的Web应用，比如日PV小于1000万，用Nginx就完全可以了；如果机器不少，可以用DNS轮询，LVS所耗费的机器还是比较多的；大型网站或重要的服务，且服务器比较多时，可以考虑用LVS。一种是通过硬件来进行进行，常见的硬件有比较昂贵的F5和Array等商用的负载均衡器，它的优点就是有专业的维护团队来对这些服务进行维护、缺点就是花销太大，所以对于规模较小的网络服务来说暂时还没有需要使用；另外一种就是类似于Nginx/LVS/HAProxy的基于Linux的开源免费的负载均衡软件，这些都是通过软件级别来实现，所以费用非常低廉。 目前关于网站架构一般比较合理流行的架构方案：Web前端采用 Nginx/HAProxy+Keepalived作负载均衡器；后端采用MySQL数据库一主多从和读写分离，采用LVS+Keepalived的架构。当然要根据项目具体需求制定方案。 下面说说各自的特点和适用场合。 一、Nginx Nginx的优点是： 1、工作在网络的7层之上，可以针对http应用做一些分流的策略，比如针对域名、目录结构，它的正则规则比HAProxy更为强大和灵活，这也是它目前广泛流行的主要原因之一，Nginx单凭这点可利用的场合就远多于LVS了。 2、Nginx对网络稳定性的依赖非常小，理论上能ping通就就能进行负载功能，这个也是它的优势之一；相反LVS对网络稳定性依赖比较大，这点本人深有体会； 3、Nginx安装和配置比较简单，测试起来比较方便，它基本能把错误用日志打印出来。LVS的配置、测试就要花比较长的时间了，LVS对网络依赖比较大。 3、可以承担高负载压力且稳定，在硬件不差的情况下一般能支撑几万次的并发量，负载度比LVS相对小些。 4、Nginx可以通过端口检测到服务器内部的故障，比如根据服务器处理网页返回的状态码、超时等等，并且会把返回错误的请求重新提交到另一个节点，不过其中缺点就是不支持url来检测。比如用户正在上传一个文件，而处理该上传的节点刚好在上传过程中出现故障，Nginx会把上传切到另一台服务器重新处理，而LVS就直接断掉了，如果是上传一个很大的文件或者很重要的文件的话，用户可能会因此而不满。 5、Nginx不仅仅是一款优秀的负载均衡器/反向代理软件，它同时也是功能强大的Web应用服务器。LNMP也是近几年非常流行的web架构，在高流量的环境中稳定性也很好。 6、Nginx现在作为Web反向加速缓存越来越成熟了，速度比传统的Squid服务器更快，可以考虑用其作为反向代理加速器。 7、Nginx可作为中层反向代理使用，这一层面Nginx基本上无对手，唯一可以对比
F5双机热备实施说明 2012/12/4
一、项目拓扑图及说明 两台F5负载均衡设备采用旁挂的方式连接至交换机，设备地址和虚拟地址在服务器的内网地址段中划分；使用F5为认证应用服务器进行流量负载均衡。 二、设备信息及IP分配表 F5：型号BIG-IP LTM 1600 软件版本：V10.2.4 对外地址对外端口内网地址内网端口协议设备名备注 192.168.100.21 https://www.doczj.com/doc/f3715715.html, F5-1IP地址 192.168.100.22 https://www.doczj.com/doc/f3715715.html, F5-2IP地址 192.168.100.23 F5浮动地址 10.168.100.21 F5-1数据同步 10.168.100.22 F5-2数据同步 192.168.100.150 80 192.168.100.4 80 TCP 认证服务器1 192.168.100.5 80 TCP 认证服务器2 三、实施步骤及时间
3.1、F5设备加电测试 3.2、配置F5及F5双机，需2.5小时 3.3、测试F5双机切换，需0.5小时，这部分作为割接准备工作。3.4、先添加认证服务器单节点到F5设备192.168.100.150的虚拟服务中，在内网测试应用，需0.5小时 3.5、将应用服务器从双机模式更改为集群模式，将认证服务器两个节点添加到F5设备，这个时间取决于服务器模式更改的时间。 3.6、在防火墙上更改认证服务器的映射地址，将原来的地址更改为F5设备上的虚拟服务IP地址192.168.100.150 ，TCP 协议80端口。 四、回退方法 在外部网络不能访问认证服务时，回退的方法是在防火墙上把F5设备虚拟服务器192.168.100.150地址映射，更改为原单台认证服务器IP地址，将认证服务器集群模式退回双机模式。 五、F5设备配置步骤 5.1、设置负载均衡器管理网口地址 F5 BIG-IP 1600 设备的面板结构: BIG-IP 1600应用交换机具备四个10/100/1000M自适应的网络接口及二个光纤接口. 10/100/1000 interface — 4个10/100/1000 M 自适应的网络接口 Gigabit fiber interface — 2个1000M 多模光纤接口
负载均衡器部署方式和工作原理 2011/12/16 小柯信息安全 在现阶段企业网中，只要部署WEB应用防火墙，一般能够遇到负载均衡设备，较常见是f5、redware的负载均衡，在负载均衡方面f5、redware的确做得很不错，但是对于我们安全厂家来说，有时候带来了一些小麻烦。昨日的一次割接中，就遇到了国内厂家华夏创新的负载均衡设备，导致昨日割接失败。 在本篇博客中，主要对负载均衡设备做一个介绍，针对其部署方式和工作原理进行总结。 概述 负载均衡（Load Balance） 由于目前现有网络的各个核心部分随着业务量的提高，访问量和数据流量的快速增长，其处理能力和计算强度也相应地增大，使得单一的服务器设备根本无法承担。在此情况下，如果扔掉现有设备去做大量的硬件升级，这样将造成现有资源的浪费，而且如果再面临下一次业务量的提升时，这又将导致再一次硬件升级的高额成本投入，甚至性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 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服务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。软件可以很方便的安装在服务器上，并且实现一定的均衡负载功能。软件负载均衡技术配置简单、操作也方便，最重要的是成本很低。 2：硬件负载均衡技术 由于硬件负载均衡技术需要额外的增加负载均衡器，成本比较高，所以适用于流量高的大型网站系统。不过在现在较有规模的企业网、政府网站，一般来说都会部署有硬件负载均衡设备（原因1.硬件设备更稳定，2.也是合规性达标的目的）硬件负载均衡技术是在多台服务器间安装相应的负载均衡设备，也就是负载均衡器来完成均衡负载技术，与软件负载均衡技术相比，能达到更好的负载均衡效果。 3：本地负载均衡技术
Radware负载均衡解决实施方案
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Radware WSD 服务器负载均衡解决方案
1.1 WSD ―服务器负载均衡 1.1.1Radware 网络应用系统负载均衡的基本工作原理 Radware的WSD通过对于数据包的4－7层信息的检查来进行负载均衡的判断，服务器负载均衡是最普遍的一种4－7层交换的例子，下面我们就以服务器负载均衡的整个流程来介绍Radware WSD的工作原理： 1.1.1.1 会话“session”。 请看下面会话的例子： 为了识别会话，客户机和服务器都使用TCP“埠”。客户机和服务器之间的TCP会话由四个参数定义：客户机IP地址、客户机TCP端口、服务器IP地址和服务器TCP端口。所以，如果IP地址为199.1.1.1的客户机使用TCP端口1234与IP地址为145.145.100.100的服务器（TCP埠80）建立会话，则该会话定义如下： （clntIP,clntPORT,srvrIP,crvrPORT ）= (199.1.1.1,1234,145.145.100.100,80) 1.1.1.2 服务器负载均衡 假设图1中所示的样例，客户机通过访问服务器负载均衡设备WSD的虚拟地址145.1.1.1 进行HTTP应用的访问。再假设选择服务器145.145.100.100响应此客户机，则客户表的记录如下所示：
如果启用此记录，WSD 会执行以下两个任务： 1． 所有从客户机199.1.1.1发送到服务器群145.145.1.1且目标TCP 端口为80的数据包将被发送到服务器145.145.100.100。 2． 所有从服务器145.145.100.100发送到客户机199.1.1.1且源TCP 端口为80的数据包将被改为源地址145.145.1.1发送出去。 即:对于用户199.1.1.1 来说，145.145.1.1 是他要访问的服务器IP 地址，当WSD(145.145.1.1)，收到用户请求后，会根据后面2台服务器的“健康状况”和负载均衡算法将用户的请求转发到某一台服务器145.145.100.100 1.1.1.3 健康检查 由于负载均衡设备同应用的关系比较紧密，所以需要对负载均衡的元素进行“健康”检查，如果负载均衡设备不能在应用进行健康检查，就无法做到对应用的高可靠性的保障。 Radware 的高级健康检查模块，可以准确的做到应用层的健康检查。这种新的模块与流量复位向模块紧密相连， 可以提前检验所有应用和网络部件的可用
双节点数据库负载均衡解决方案 问题的提出？ 在SQL Server数据库平台上，企业的数据库系统存在的形式主要有单机模式和集群模式（为了保证数据库的可用性或实现备份）如：失败转移集群（MSCS）、镜像（Mirror）、第三方的高可用（HA）集群或备份软件等。伴随着企业的发展，企业的数据量和访问量也会迅猛增加，此时数据库就会面临很大的负载和压力，意味着数据库会成为整个信息系统的瓶颈。这些“集群”技术能解决这类问题吗？SQL Server数据库上传统的集群技术 Microsoft Cluster Server(MSCS) 相对于单点来说Microsoft Cluster Server(MSCS)是一个可以提升可用性的技术，属于高可用集群，Microsoft称之为失败转移集群。 MSCS 从硬件连接上看，很像Oracle的RAC，两个节点，通过网络连接，共享磁盘；事实上SQL Server 数据库只运行在一个节点上，当出现故障时，另一个节点只是作为这个节点的备份； 因为始终只有一个节点在运行，在性能上也得不到提升,系统也就不具备扩展的能力。当现有的服务器不能满足应用的负载时只能更换更高配置的服务器。 Mirror 镜像是SQL Server 2005中的一个主要特点，目的是为了提高可用性，和MSCS相比，用户实现数据库的高可用更容易了，不需要共享磁盘柜，也不受地域的限制。共设了三个服务器，第一是工作数据库（Principal Datebase），第二个是镜像数据库（Mirror），第三个是监视服务器（Witness Server，在可用性方面有了一些保证，但仍然是单服务器工作；在扩展和性能的提升上依旧没有什么帮助。
大家都知道一台服务器的处理能力，主要受限于服务器自身的可扩展硬件能力。所以，在需要处理大量用户请求的时候，通常都会引入负载均衡器，将多台普通服务器组成一个系统，来完成高并发的请求处理任务。 之前负载均衡只能通过DNS来实现，1996年之后，出现了新的网络负载均衡技术。通过设置虚拟服务地址（IP），将位于同一地域（Region）的多台服务器虚拟成一个高性能、高可用的应用服务池；再根据应用指定的方式，将来自客户端的网络请求分发到
服务器池中。网络负载均衡会检查服务器池中后端服务器的健康状态，自动隔离异常状态的后端服务器，从而解决了单台后端服务器的单点问题，同时提高了应用的整体服务能力。 网络负载均衡主要有硬件与软件两种实现方式，主流负载均衡解决方案中，硬件厂商以F5为代表目前市场占有率超过50%，软件主要为NGINX与LVS。但是，无论硬件或软件实现，都逃不出基于四层交互技术的“转发”或基于七层协议的“代理”这两种方式。四层的转发模式通常性能会更好，但七层的代理模式可以根据更多的信息做到更智能地分发流量。一般大规模应用中，这两种方式会同时存在。 2007年F5提出了ADC（Application delivery controller）的概念为传统的负载均衡器增加了大量的功能，常用的有：SSL卸载、压缩优化和TCP连接优化。NGINX也支持很多ADC的特性，但F5的中高端型号会通过硬件加速卡来实现SSL卸载、压缩优化这一类CPU密集型的操作，从而可以提供更好的性能。 F5推出ADC以后，各种各样的功能有很多，但其实我们最常用的也就几种。这里我也简单的总结了一下，并和LVS、Nginx对比了一下。
一、用户需求 本案例公司中现有数量较多的服务器群： WEB网站服务器 4台 邮件服务器 2台 虚拟主机服务器 10台 应用服务器 2台 数据库 2台（双机+盘阵） 希望通过服务器负载均衡设备实现各服务器群的流量动态负载均衡，并互为冗余备份。并要求新系统应有一定的扩展性，如数据访问量继续增大，可再添加新的服务器加入负载均衡系统。 二、需求分析 我们对用户的需求可分如下几点分析和考虑： 1.新系统能动态分配各服务器之间的访问流量；同时能互为冗余，当其中 一台服务器发生故障时，其余服务器能即时替代工作，保证系统访问的 不中断； 2.新系统应能管理不同应用的带宽，如优先保证某些重要应用的带宽要 求，同时限定某些不必要应用的带宽，合理高效地利用现有资源；
3.新系统应能对高层应用提供安全保证，在路由器和防火墙基础上提供了 更进一步的防线； 4.新系统应具备较强的扩展性。 o容量上：如数据访问量继续增大，可再添加新的服务器加入系统； o应用上：如当数据访问量增大到防火墙成为瓶颈时，防火墙的动态负载均衡方案，又如针对链路提出新要求时关于Internet访问 链路的动态负载均衡方案等。 三、解决方案 梭子鱼安全负载均衡方案总体设计 采用服务器负载均衡设备提供本地的服务器群负载均衡和容错，适用于处在同一个局域网上的服务器群。服务器负载均衡设备带给我们的最主要功能是：
当一台服务器配置到不同的服务器群（Farm）上，就能同时提供多个不同的应用。可以对于每个服务器群设定一个IP地址，或者利用服务器负载均衡设备的多TCP端口配置特性，配置超级服务器群（SuperFarm），统一提供各种应用服务。
Array Networks 链路负载均衡解决方案 －Array APV系列、AppVelocity应用于企业网络优化
目录 1. 多链路接入背景介绍 (3) 1.1 单链路接入单点故障 (3) 1.2 运营商之间互访 (4) 1.3 双链路解决方案的产生以及其衍生的问题 (4) 2. Array 提供最佳的解决方案 (6) 2.1 方案介绍 (6) 2.2 流出（Outbound）流量处理 (7) 2.3 其它重要功能设置: (8) 2.4 流入（Inbound）流量处理 (8) 3. 解决方案功能特点介绍 (10) 3.1. 全面的链路监控能力 (10) 3.2. 全路经健康检查 (10) 3.3. 策略路由 (11) 3.4. APV-LLB的链路负载均衡解决方案具有以下功能和优点： (11) 3.5. 链路优化功能与其他应用性能提高功能 (11) 3.5.1. Http 压缩功能 (11) 3.5.2. Cache 功能 (11) 3.5.3. Connection Multiplexing（连接复用）技术 (12) 3.5.4. Connection Pooling（连接池）技术 (12) 3.5.5. Array SpeedStack?技术 (12) 3.6. 安全防护功能 (13) 3.7. Cluster技术 (13) 3.8. Array APV 配置管理 (14) 3.9. 可扩展性 (14) 3.9.1. 服务器负载均衡与广域网负载均衡 (14) 3.9.2. 扩展的SSL加速适用于电子商务 (14) 4. 链路负载均衡对企业的价值 (14)
1SJ tit works ***** 单位 A10负载均衡解决方案 A10 Networks Inc. 1SJ tit works
目录 1.项目概述 (1) 2.需求分析及讨论 (1) 2.1应用系统所面临的共性问题 (1) 2.2需求分析 (2) 3.A10公司负载均衡解决方案 (3) 3.1网络结构图 (3) 3.2A10负载均衡解决方案 (3) 3.2.1APP Server负载均衡的实现 (4) 3.2.2应用优化的实现 (4) 3.3解决方案说明 (5) 3.4方案的优点 (6) 4.A10 AX的优点及各型号指标总结 (7) 5.A10公司简介 (7) 6.AX介绍 (8) 6.1 A10公司AX简介 (8) AX系列功能 (8)
1. 项目概述 2. 需求分析及讨论 2.1应用系统所面临的共性问题 随着用户量增大及业务的发展，一个应用系统往往会出现各种问题。瓶颈可能出现在服务器、存储、网络设备，带宽等的性能不足，而运行一旦出现故障给业务带来的影响范围是巨大的，服务器可能出现的问题表现为如下几点： ?高可用问题 关健性应用要求7*24稳定运行不被中断，高可用性问题被放在首要位置。 ?利用“不平衡”现象 数据的大集中使得服务器的访问压力日益增大，服务器性能往往会成为一个系统的瓶颈，随着性能问题的产生，单点故障的发生也将比较频繁，为了解决这些问题，传统的方式多为采取更换更好的服务器并且采用双机备份系统提供服务的方式，这样必然存在 一半的资源浪费的情况，而在压力不断上升的情况下，这种动作讲不断的重复，不但服务器的利用率不平衡，而且持续引起投资的浪费。 ?“峰值”问题 服务器的处理多存在“波峰”和“波谷”的变化。而且“波峰”时，业务量大小的变化又不规律，这就使服务器不得不面对“峰值堵塞”问题。原有解决方法为增加服务器或主机数量，提高处理能力。但仍存在性能不平衡问题，且这样做，投资成本大。 ?多米诺”现象 单台服务器的设置，不可避免会出现“单点故障”，需要进行服务器“容错”。为实现容错，往往在主服务器旁安置一台或多台备份服务器。但这样做，平时只有一台服务器工作，其它服务器处于空闲状态，无法完全利用所有服务器的处理资源，当出现“峰值堵塞”时，“多米 诺”效应往往会发生，即所有服务器连续被“堵”至“死”。最终的结果将导致系统的瘫痪。 ?“扩展”不便 随着物理和应用的集中，服务器上所要处理的数据量(traffic )增大，客户交易产生
F5服务器负载均衡解决方案 目录 一．大量数据处理所面临的问题 (2) 1．目前存在隐患 (3) 2．应用系统问题综述 (3) 1)“峰值”问题 (4) 2)多米诺”现象 (4) 3)“N+1”方式 (4) 4)“扩展”不便 (5) 5)“免疫力”差 (5) 6)“容灾”.................................................................................... 错误!未定义书签。 7)应用与网络脱节 (6) 二．F5解决方案 (6) 2.1 网络结构 (6) 2.2 方案优势 (7) 2.2.1避免“不平衡”现象 (7) 2.2.2解决因“峰值堵塞”带来的性能调整“不平衡” (9) 2.2.3避免“多米诺”现象 (9) 2.2.4更好的提供系统容错，提高系统可靠性 (10) 2.2.5“扩展”灵活 (11) 2.2.6“免疫力”强 (12) 2.2.7“容灾” (13) 2.2.8网络感知应用，应用控制网络 (14) 三．相关技术资料 (17) BIG-IP提供支持99.999%的正常运行 (17) 四．成功案例 (19) F5为中国某税务机关提供高可用性解决方案 (19)
一．大量数据处理所面临的问题 在现今的企业中，不论是否提供关键性任务的服务，都需要一个持续运行不断的高可用性网络计算环境以维持不间断的高品质服务。所谓高可用性的环境，也是信息管理人员所必须考虑的四件事： 1.使数据有一个安全的存储和运作方式，即使在设备故障时仍能保持数据的完整 一致。 2.使服务器系统持续运行，即使发生故障仍然让服务持续下去。 3.使整个计算环境能更好的管理，如何容错、容灾、集群共享。 4.如何使投资有最好的效益，使系统有最佳的扩充能力，有最低的整体拥有成本， 也就是在任何情况之下均能确保数据的完整一致，系统持续运行，使服务不间 断，同时有最好的投资回报率。 高可用性被定义为计算系统的连续运行。根据故障停机的业务影响，应用系统需要不同的可用性水平。要想实现一个应用系统的高可用性，所有组件(包括应用和数据库服务器、存储设备以及端到端网络)都需要提供连续的服务。 企业和机构对网络化应用及Internet 的日益依赖，加上语音和数据的集成，创造了对高可用性应用的增加需求。任何类型的系统故障停机都可能意味着收入、信誉和客户满意的巨大损失。 高度网络可用性的利用，企业实施高可用性网络来： ?防止财务损失 ?防止生产力损失 ?改进用户满意度 ?改进客户满意/信任 ?降低反应性IT支持成本，提高IT生产力 ?部署关键任务应用支持新业务实践的好处 ?典型的业务要求 为了实现高度的网络可用性，需要部署下列组件：
该文档是word2003—word2007兼容版 软件、硬件负载均衡部署方案 目录 1、硬件负载均衡之F5部署方案 (2) 1.1网络拓扑结构 (2) 1.2反向代理部署方式 (3) 2软件负载均衡方案 (4) 2.1负载均衡软件实现方式之一- URL重定向方式 (4) 2.2负载均衡软件实现方式之二- 基于DNS (5) 2.3负载均衡软件实现方式之三- LVS (8) 2.4负载均衡软件实现方式之四- 专业负载均衡软件 (16) 总结： (16)
1、硬件负载均衡之F5部署方案 对于所有的对外服务的服务器，均可以在BIG-IP上配置Virtual Server实现负载均衡，同时BIG-IP可持续检查服务器的健康状态，一旦发现故障服务器，则将其从负载均衡组中摘除。 BIG-IP利用虚拟IP地址（VIP由IP地址和TCP/UDP应用的端口组成，它是一个地址）来为用户的一个或多个目标服务器（称为节点：目标服务器的IP地址和TCP/UDP应用的端口组成，它可以是internet的私网地址）提供服务。因此，它能够为大量的基于TCP/IP的网络应用提供服务器负载均衡服务。根据服务类型不同分别定义服务器群组，可以根据不同服务端口将流量导向到相应的服务器。BIG-IP连续地对目标服务器进行L4到L7合理性检查，当用户通过VIP请求目标服务器服务时，BIG-IP根椐目标服务器之间性能和网络健康情况，选择性能最佳的服务器响应用户的请求。如果能够充分利用所有的服务器资源，将所有流量均衡的分配到各个服务器，我们就可以有效地避免“不平衡”现象的发生。 利用UIE+iRules可以将TCP/UDP数据包打开，并搜索其中的特征数据，之后根据搜索到的特征数据作相应的规则处理。因此可以根据用户访问内容的不同将流量导向到相应的服务器，例如：根据用户访问请求的URL将流量导向到相应的服务器。 1.1网络拓扑结构 网络拓扑结构如图所示：
（总结）Nginx/LVS/HAProxy负载均衡软件的优缺点详解 PS：Nginx/LVS/HAProxy是目前使用最广泛的三种负载均衡软件，本人都在多个项目中实施过，参考了一些资料，结合自己的一些使用经验，总结一下。 一般对负载均衡的使用是随着网站规模的提升根据不同的阶段来使用不同的技术。具体的应用需求还得具体分析，如果是中小型的Web应用，比如日PV小于1000万，用Nginx就完全可以了；如果机器不少，可以用DNS轮询，LVS所耗费的机器还是比较多的；大型网站或重要的服务，且服务器比较多时，可以考虑用LVS。一种是通过硬件来进行进行，常见的硬件有比较昂贵的F5和Array等商用的负载均衡器，它的优点就是有专业的维护团队来对这些服务进行维护、缺点就是花销太大，所以对于规模较小的网络服务来说暂时还没有需要使用；另外一种就是类似于Nginx/LVS/HAProxy的基于Linux的开源免费的负载均衡软件，这些都是通过软件级别来实现，所以费用非常低廉。 目前关于网站架构一般比较合理流行的架构方案：Web前端采用 Nginx/HAProxy+Keepalived作负载均衡器；后端采用MySQL数据库一主多从和读写分离，采用LVS+Keepalived的架构。当然要根据项目具体需求制定方案。 下面说说各自的特点和适用场合。 Nginx的优点是： 1、工作在网络的7层之上，可以针对http应用做一些分流的策略，比如针对域名、目录结构，它的正则规则比HAProxy更为强大和灵活，这也是它目前广泛流行的主要原因之一，Nginx单凭这点可利用的场合就远多于LVS了。 2、Nginx对网络稳定性的依赖非常小，理论上能ping通就就能进行负载功能，这个也是它的优势之一；相反LVS对网络稳定性依赖比较大，这点本人深有体会； 3、Nginx安装和配置比较简单，测试起来比较方便，它基本能把错误用日志打印出来。LVS的配置、测试就要花比较长的时间了，LVS对网络依赖比较大。 3、可以承担高负载压力且稳定，在硬件不差的情况下一般能支撑几万次的并发量，负载度比LVS相对小些。 4、Nginx可以通过端口检测到服务器内部的故障，比如根据服务器处理网页返回的状态码、超时等等，并且会把返回错误的请求重新提交到另一个节点，不过其中缺点就是不支持url来检测。比如用户正在上传一个文件，而处理该上传的节点刚好在上传过程中出现故障，Nginx会把上传切到另一台服务器重新处理，而LVS就直接断掉了，如果是上传一个很大的文件或者很重要的文件的话，用户可能会因此而不满。 5、Nginx不仅仅是一款优秀的负载均衡器/反向代理软件，它同时也是功能强大的Web应用服务器。LNMP也是近几年非常流行的web架构，在高流量的环境中稳定性也很好。 6、Nginx现在作为Web反向加速缓存越来越成熟了，速度比传统的Squid服务器
F5 Networks 多出口链路负载均衡解决方案建议
目录 一．多出口链路负载均衡需求分析 (3) 二．多出口链路负载均衡解决方案概述 (4) 2.1多出口链路负载均衡网络拓朴设计 (4) 2.2方案描述 (5) 2.3方案优点 (7) 2.3.1 拓扑结构方面 (7) 2.3.2安全机制方面 (7) 三．技术实现 (8) 3.1F5多出口链路负载均衡（产品选型：B IGIP LC） (8) 3.2O UTBOUND流量负载均衡实现原理 (10) 3.3I NBOUND流量负载均衡实现原理 (11) 3.4在链路负载均衡环境中的DNS设计和域名解析方式 (13) 3.4.1 Root DNS（注册DNS）直接与F5多链路负载均衡器配合 (13) 3.4.2 Root DNS（注册DNS）通过第三方DNS Server与F5多链路负载均衡器配合（我们 建议这种方式） (14) 3.5F5设备双机冗余----毫秒级切换原理 (16) 3.6S TATEFUL F AIL O VER 技术（与F5设备双机冗余有关） (17) 四．产品介绍 (18) 4.1F5B IGIP (18)
一．多出口链路负载均衡需求分析 为了保证XXXX出口链路的高可用性和访问效率，计划拥有两条线路：一条中国网通链路，一条中国电信链路。F5公司的多链路负载均衡设备（Bigip）能够提供独具特色的解决方案，不但能够充分利用这两条链路（双向流量按照预设的算法分担到不同的链路上，一旦一条链路不通的情况下，能够无缝切换到另外一条可用链路上）；而且可以根据对不同链路的侦测结果，将最快速的链路提供给外部用户进行响应，从而解决目前广泛存在的多个ISP之间的互联互通问题。具体解决方案特色如下： ?提供网至internet流量的负载均衡（Outbound） ?实现从Internet对服务器访问流量的负载均衡（Inbound） ?支持自动检测和屏蔽故障Internet链路 ?支持多种静态和动态算法智能均衡多个ISP链路的流量 ?支持多出口链路动态冗余，流量比率和切换 ?支持多种DNS解析和规划方式，适合各种用户网络环境 ?支持Layer2－7交换和流量管理控制功能 ?完全支持各种应用服务器负载均衡，防火墙负载均衡 ?多层安全增强防护，抵挡黑客攻击 ?业界领先的双机冗余切换机制，能够做到毫秒级切换 ?详细的链路监控报表，提供给网络管理员直观详细的图形界面 ?对于用户完全透明 ?对所有应用无缝支持
为了提高服务器的性能和工作负载能力，天互云计算通常会使用DNS服务器、网络地址转换等技术来实现多服务器负载均衡，特别是目前企业对外的互联网Web 网站，许多都是通过几台服务器来完成服务器访问的负载均衡。 目前企业使用的所谓负载均衡服务器，实际上它是应用系统的一种控制服务器，所有用户的请求都首先到此服务器，然后由此服务器根据各个实际处理服务器状态将请求具体分配到某个实际处理服务器中，对外公开的域名与IP地址都是这台服务器。负载均衡控制与管理软件安装在这台服务器上，这台服务器一般只做负载均衡任务分配，但不是实际对网络请求进行处理的服务器。 一、企业实现Web服务器负载均衡 为了将负载均匀的分配给内部的多个服务器上，就需要应用一定的负载均衡策略。通过服务器负载均衡设备实现各服务器群的流量动态负载均衡，并互为冗余备份。并要求新系统应有一定的扩展性，如数据访问量继续增大，可再添加新的服务器加入负载均衡系统。 对于WEB服务应用，同时有几台机器提供服务，每台机器的状态可以设为regular(正常工作)或backup(备份状态)，或者同时设定为regular状态。负载均衡设备根据管理员事先设定的负载算法和当前网络的实际的动态的负载情况决定下一个用户的请求将被重定向到的服务器。而这一切对于用户来说是完全透明的，用户完成了对WEB服务的请求，并不用关心具体是哪台服务器完成的。 二、使用网络地址转换实现多服务器负载均衡 支持负载均衡的地址转换网关中可以将一个外部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，达到负载均衡的目的。很多硬件厂商将这种技术集成在他们的交换机中，作为他们第四层交换的一种功能来实现，一般采用随机选择、根据服务器的连接数量或者响应时间进行选择的负载均衡策略来分配负载。然而硬件实现的负载控制器灵活性不强，不能支持更优化的负载均衡策略和更复杂的应用协议。 基于网络地址转换的负载均衡器可以有效的解决服务器端的CPU和磁盘I/O负载，然而负载均衡器本身的性能受网络I/O的限制，在一定硬件条件下具有一定的带宽限制，但可以通过改善算法和提高运行负载均衡程序的硬件性能，来提高这个带宽限制。不同的服务类型对不同的服务器资源进行占用，我们使用的负载衡量策略是使用同一个负载进行评估，这对于大多数条件是适合的，然而最好的办法是针对不同的资源，如CPU、磁盘I/O或网络I/O 等，分别监视服务器负载，由中心控制器选择最合适的服务器分发客户请求。 三、使用DNS服务器实现负载均衡
负载均衡软件实现方式之一- URL重定向方式 有一种用软件实现负载均衡的方式,是基于"URL重定向"的. 先看看什么是URL重定向: "简单的说，如果一个网站有正规的URL和别名URL，对别名URL进行重定向到正规URL，访问同一个网址，或者网站改换成了新的域名则把旧的域名重定向到新的域名，都叫URL 重定向" (https://www.doczj.com/doc/f3715715.html,/service/host_faq.php) "很多网络协议都支持“重定向”功能，例如在HTTP协议中支持Location指令，接收到这个指令的浏览器将自动重定向到Location指明的另一个URL上。" (https://www.doczj.com/doc/f3715715.html,/art/200604/25388.htm) 这种方式,对于简单的网站,如果网站是自己开发的,也在一定程度上可行.但是它存在着较多的问题: 1、“例如一台服务器如何能保证它重定向过的服务器是比较空闲的，并且不会再次发送Location指令，Location指令和浏览器都没有这方面的支持能力，这样很容易在浏览器上形成一种死循环。” 2、在哪里放LOCATION，也是一个问题。很有可能用户会访问系统的很多个不同URL，这个时候做起来会非常麻烦。并且，对URL的访问，有的时候是直接过来的，可以被重定向，有的时候是带着SESSION之类的，重定向就可能会出问题。并且，这种做法，将负载均衡这个系统级的问题放到了应用层，结果可能是麻烦多多。 3、这种方式一般只适用于HTTP方式，但是实际上有太多情况不仅仅是HTTP方式了，特别是用户如果在应用里面插一点流媒体之类的。 4、重定向的方式，效率远低于IP隧道。 5、这种方式，有的时候会伴以对服务器状态的检测，但往往也是在应用层面实现，从而实时性大打折扣。 实际上，这种方式是一种“对付”的解决方法，并不能真正用于企业级的负载均衡应用（这里企业级是指稍微复杂一点的应用系统） 可以看一下专业的负载均衡软件是如何来实现的： https://www.doczj.com/doc/f3715715.html,/pcl/pcl_sis_theory.htm 对比一下可以发现，专业的负载均衡软件要更适用于正规应用，而重定向方式则比较适用于