網絡負載平衡

2014-06-18 5501

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高性能服務器通常是通過SMP. MPP等并行擴展技術實現的，然而通過并行擴展技術實現的高性能服務器在現代企業或一些關鍵行業應用中，逐步顯籠出種種弊端。技術實現難度大，配置和管理都較復雜.而且像SMP這種常見的擴展技術還受到諸多限制性能提高非常有限，很難應對大規模的網站制作應用。一臺服務器難免會遇到像死機、系統升級等必須宜新啟動才能解決的問脫，可服務器一旦重啟或死機，就會造成服務的中斷，影響用戶的使用.再好再完善的服務器也難保證365x24無間斷行。解決的辦法就是采用集群技術，多臺服務器之間相互協作，實現冗余和負載均衡，以保證整個服務的可用性。

從Windows 2000 Advanced Server起，徽軟將群集技術納入了操作系統。在Windows Server2003中.微軟提供了3種類峨的群集技術:服務群群集、組件負載平衡和網絡負載平街。網絡負載平衡群集和服務器群集在說法E比較相近，很容易造成混淆。下面對兩者的功能和作用簡單描述如下。

1、網絡負載平衡.對于要求同時響應大I用戶訪問請求的服務耳(如，1eb. FTP反務名等).僅使用單臺服務器很難滿足用戶對性能的要求。使用網絡負載平衡.可將多個運行相同應用程序或蔽務的服務器群集到一起.并共牟一個應擬B'地址.客戶機通過應擬的IP地址訪問群集中的服務器，網絡負載平衡負青將用戶的訪問清求均衡的分魷給群集中不同的服務器.當某臺蔽務器發生故陣時.網絡負載平衡會在其他服務器之間重斷分配工作貴，從而為應用租序提供高性能和高可用性.Windows Server 2003的NLB (Network Load Balancing.網絡負載平衡)功能最多可將32個服務器群集到一起.

2、服務器拜集.服務器群集允許客戶端在出現故陣和計劃中的甘停時.依然能夠訪問應用程序和資源.如萊群集中的某一臺放務器由于故障或雄護禽要而無法使用，資派和應用租序將轉移到可用的群集節點上.對于“Windows群集.解決方案，使用“高可用性.這個術語要比使用.容錯·更為合適.服務器群集無法保證無間斷運作，但足確實能夠為多數關健任務應用程序提供足夠的可用性.群集服務可以對應用程序和資滋進行監拉，并能夠自動識別和恢復眾多故障狀況，這為在群集中于理工作負禱提供丁靈活性。另外.還提高了整個系統的可用性.

通過上面的對比.可以看出網絡負載平衡強調的是冗余和負載均衡，適合于只提供瀏覽或下級的場合:服務器群集強調是高可用性，更適合于需要用戶提交數據的場合。本實驗中僅介紹網絡負載平衡。

網絡負載平衡使用由兩個或多個主機相互協作而構成的群集提供Web服務器或其他應用程序服務器的高可用性和可伸縮性，客戶端使用單一的IP地址訪問群集。客戶機不能區分單個服務器和群集.服務器程序也無法識別它們是否運行在群集中。然而，網絡負載平衡的群集明顯區別于運行單個服務器程序的單個主機.這是因為即使某個群集主機出現故降，網絡負載平街的群集也能提供不間斷的服務。群集還能對客戶請求做出比單個主機更快的反應。如果某個主機發生故障或脫機，網絡負載平衡通過把接收的網絡通信孟定向到正在工作的群集主機來提供高可用性。當與某個脫機主機的現有連接丟失，在多數情況下《例如，使用Web服務器時)，客戶軟件會fl動重試失敗的連接，并在接收響應時僅有幾秒的延遲。

網絡負載平衡通過將進入的網絡通信分布在一個或多個指定到網絡負載平衡群集的虛擬IP地址來實現性能的可伸縮性。群集中的主機可同時響應不同的客戶請求，即使是同一主機的多個請求也是如此。例如.Web瀏覽器可以在一個Web頁中顯示來自網絡負載平衡群集中不同主機的多個圖像，這樣可以加快處理客戶請求的速度并縮短對客戶的響應時間。在單個子網內.所有使用網絡負載平衡群集的主機同時在群集的主IP地址(以及在多宿主主機的其他IP地址)上檢側接收的網絡通信。在每個群集主機上.網絡負毅平衡驅動程序就像是群集適配器驅動程序和TCP/IP之間的篩選器，允許由主機接收部分傳入的網絡通信。

網絡負載平衡使用完整的分布式算法進行統計并通過外來客戶端的IP地址、端口和其他信息將其映射到群集主機.檢查到達的數據包時，所有的主機同時執行該映射，以迅速確定負責處理該數據包的主機。除非群集主機的數目改變.否則該映射保持不變。為了協調這些操作.網絡負載平衡主機在群集內周期性地交換多播或廣播消息。這允許它們監視群集的狀態。當群集狀態改變時(如主機失敗，離開或加入群集)，網絡負載平衡調用一個叫做收散的過程，在此過程中主機交換消息來確定群集新的一致狀態，并選出擁有最高主機優先級的主機作為欺認主機。當所有群集主機對群集的新狀態達成一致后.它們將在Windows Server 2003事件日志中記錄收斂的完成情況。

在收斂過程中.正常主機繼續處理接收的網絡通信，但故障主機不能接收客戶請求，正在工作的主機客戶請求不受影響。在收斂完成時.故障主機的通信被重新分發到其余的主機。如果某個主機添加到群集中.收教允許該主機接管端口的處理，并接收它承擔的負載平衡通信。群集的擴展不影響正在進行的群集操作，并對客戶端和服務器端程序透明.然而，由于容戶端可能會被重新映射到不同的群集主機上，它可能會影響跨越多個TCP連接的客戶端會話。

網絡負載平衡假設群集中的主機只要能夠與群集中的其他主機間進行正常的報文交換.該主機便是正常的。如果其他主機在報文交換的某些時段內不能從某個成員接收到響應，它們將初始化收斂來重新分配由故障主機處理的負載.用戶可以控制啟動收斂操作所需的報文交換周期和丟失報文的數目.默認值分別為1000毫秒(Is)和5個丟失報文。由于這些參數不經常修改，所以它們在“網絡負載平街屬性.對話框中是不可配w的。若有必要可在注冊表中手工調整。

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