隨著各行業(yè)信息化建設(shè)的發(fā)展，使人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的處理能力、高可用性提出了更高的要求。尤其是高度信息化的企業(yè)中，關(guān)鍵性網(wǎng)絡(luò)服務(wù)已經(jīng)成為企業(yè)生成過程中的重要環(huán)節(jié)，服務(wù)的中斷意味著生產(chǎn)的中斷，機(jī)會(huì)的喪失。
    負(fù)載平衡不但可以有效地解決單服務(wù)器的性能限制，而且可以實(shí)現(xiàn)故障的快速轉(zhuǎn)移，保證服務(wù)的高可用性以及靈活的擴(kuò)展性。于是，負(fù)載平衡幾乎是每個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理員 的必修課。本文章主要講述windows2003在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡(Network Load Balancing )方面的應(yīng)用。

    Windows的負(fù)載平衡主要是依靠組建網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡群集來實(shí)現(xiàn)的，支持WEB、FTP、Proxy、VPN、Windows Media、Telnet等服務(wù)器的負(fù)載平衡。

    負(fù)載平衡的原理

    NLB其實(shí)就是提供相同服務(wù)的一系列服務(wù)器同時(shí)監(jiān)聽服務(wù)請(qǐng)求，并允許在同一時(shí)間運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用程序?qū)嵗�。NLB的核心是位于網(wǎng)絡(luò)適配器驅(qū)動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)層之間的 WLBS.SYS的篩選器驅(qū)動(dòng)。NLB把每個(gè)IP數(shù)據(jù)包分發(fā)到所有群集節(jié)點(diǎn)，并根據(jù)數(shù)據(jù)包的源地址、目標(biāo)地址、傳輸層協(xié)議、端口、群集的配置參數(shù)以及算法 做出由某個(gè)節(jié)點(diǎn)處理而其他節(jié)點(diǎn)丟棄此數(shù)據(jù)包的統(tǒng)一決定。

負(fù)載平衡的概念

    配置負(fù)載平衡之前，需要理解幾個(gè)重點(diǎn)概念。

    群集IP 地址和子網(wǎng)掩碼：群集的虛擬IP地址，是表現(xiàn)在客戶面前的“外部”地址。

    專用IP 配置和子網(wǎng)掩碼：群集各節(jié)點(diǎn)的本地IP地址，唯一標(biāo)識(shí)群集的各節(jié)點(diǎn)。

    完整Internet名：能夠訪問此群集的DNS名稱，比如cluster.it.com.cn。

    群集操作模式：在方案的選擇中詳細(xì)講述。

    端口規(guī)則：windows2003中新加的功能，細(xì)化了控制微粒，可以阻止某節(jié)點(diǎn)特定應(yīng)用程序的流量，而在windows2000中這是不能實(shí)現(xiàn)的。

    優(yōu)先級(jí)(單一主機(jī)標(biāo)識(shí)符)：范圍在1-32之間（32是一個(gè)群集的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)）。此值決定如何處理沒有包含在任何為群集定義的端口規(guī)則中的傳入網(wǎng)絡(luò)通訊。具有最高優(yōu)先級(jí)的主機(jī)（優(yōu)先值最小）將處理所有這種通訊。

負(fù)載平衡的要求

    操作系統(tǒng)的要求 在windows2003的所有版本系統(tǒng)中，NLB都是可用的。群集可以兼容以前的windows服務(wù)器操作系統(tǒng)（比如2000,NT4.0）。

    網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的要求

    NLB可以在連接到FDDI（光纖分布式數(shù)據(jù)接口），以太網(wǎng)，吉比特以太網(wǎng)的服務(wù)器上運(yùn)行，但不能在Token Ring（令牌環(huán)）網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行。

    網(wǎng)卡的要求

    所有的網(wǎng)絡(luò)適配器必須在Windows2003的硬件兼容列表中。一般情況下，服務(wù)器的網(wǎng)卡都會(huì)符合要求。

    交換機(jī)和路由器的要求

    當(dāng)計(jì)劃使用VLAN來防止交換數(shù)據(jù)洪水時(shí)，必須確保交換機(jī)支持VLAN設(shè)置；當(dāng)使用多播時(shí)，部分路由器不支持把單播IP地址映射為一個(gè)多播MAC地址，需要手工設(shè)置。

    通訊協(xié)議的要求

    綁定到群集的網(wǎng)絡(luò)適配器只能安裝TCP/IP協(xié)議，可以必須靜態(tài)分配，不支持DHCP。

    應(yīng)用程序的要求

    首先必須是TCP或UDP通訊，而且確定當(dāng)前應(yīng)用程序或服務(wù)必須支持NLB。

負(fù)載平衡的設(shè)計(jì)

    由于網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡不能根據(jù)CPU和內(nèi)存利用率來分配流量，而且性能并不是隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加而線性變化的（因?yàn)殡S著規(guī)模的增大，由此產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)開銷，CPU開銷也隨著增大），，所以正確的設(shè)計(jì)和規(guī)劃負(fù)載平衡是至關(guān)重要的。

    群集的實(shí)現(xiàn)需要群集內(nèi)部的通訊（比如心跳信息和聚合通訊）以及管理和內(nèi)容復(fù)制的數(shù)據(jù)傳輸。這部分通訊占用了網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬。為了克服單網(wǎng)卡的局限性，可以使用雙網(wǎng)卡，一個(gè)用于負(fù)載客戶端的通訊，另一個(gè)用于傳輸內(nèi)部通訊，管理和內(nèi)容的數(shù)據(jù)。

    群集操作模式的選擇是設(shè)計(jì)的重要一步。單播模式是指各節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)適配器被重新指定了一個(gè)虛擬MAC（由02-bf和群集IP地址組成確保此MAC的唯一 性）。由于所有綁定群集的網(wǎng)絡(luò)適配器的MAC都相同，所以在單網(wǎng)卡的情況下，各節(jié)點(diǎn)之間是不能通訊的，這也是推薦雙網(wǎng)卡配置的原因之一。為了避免交換機(jī)的 數(shù)據(jù)洪水，應(yīng)該結(jié)合VLAN使用。

    多播模式下，網(wǎng)絡(luò)適配器在保留原有的MAC地址不變的同時(shí)，還分配了一個(gè)各節(jié)點(diǎn)共享的多播MAC地址。所以，即使單網(wǎng)卡的節(jié)點(diǎn)之間也可以正常通訊。但單網(wǎng)卡的帶寬占用、競爭網(wǎng)絡(luò)適配器等缺點(diǎn)仍然存在。

    此外，部分路由器（特別是Cisco產(chǎn)品）還不支持單播IP地址和多播MAC的ARP映射的自動(dòng)創(chuàng)建，需要手工配置。IGMP多播（只有在選中多播時(shí)，才 可以選擇此項(xiàng)），在繼承多播的優(yōu)點(diǎn)之外，NLB每隔60秒發(fā)送一次IGMP信息，使多播數(shù)據(jù)包只能發(fā)送到這個(gè)正確的交換機(jī)端口，避免了交換機(jī)數(shù)據(jù)洪水的產(chǎn) 生。

    端口規(guī)則是windows2003的新特性。NLB提供3種篩選模式，可以針對(duì)端口規(guī)則采取禁止、多主機(jī)負(fù)載平衡和單主機(jī)的特殊處理。其中，多主機(jī)篩選模式提供了真正意義上的負(fù)載平衡，并且可以根據(jù)節(jié)點(diǎn)的實(shí)際處理能力進(jìn)行負(fù)載量的分配。

    單個(gè)群集的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)為32，如果還不能滿足需要，可以使用Round-Robin Domain Name Service把請(qǐng)求映射到多個(gè)群集上（但也因此引入了單點(diǎn)故障DNS，除非DNS冗余）。

負(fù)載平衡的安裝與配置

    Windows2003引入了網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡管理器（控制面板->管理工具），使負(fù)載平衡的安裝和配置更加簡單。管理器可以容易的實(shí)現(xiàn)群集的建立、刪除，節(jié)點(diǎn)的添加、 刪除、修改以及故障的檢測。

    運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡管理器，選擇 群集 -> 新建 ，彈出“群集參數(shù)”對(duì)話框，按需要配置。如下：

    下一步，系統(tǒng)會(huì)提示添加附加群集IP，如果不需要可直接按“下一步”進(jìn)行端口配置。以web群集配置為例，其典型端口配置如下圖所示：如果會(huì)話狀態(tài)不保存在該群集上，則相似性選擇無，否則選擇單一或者類C。

  之后，指定一臺(tái)主機(jī)連接，并選擇一個(gè)可用的網(wǎng)絡(luò)接口，進(jìn)行主機(jī)參數(shù)的設(shè)置：

    點(diǎn)擊“完成”，管理器會(huì)自動(dòng)連接到主機(jī)上進(jìn)行相關(guān)配置來創(chuàng)建一個(gè)新的群集�？梢噪p擊日志項(xiàng)目，了解NLB管理器都進(jìn)行了什么配置。

    雖然，使用NLB管理器是一個(gè)微軟推薦的方法，但使用NLB.EXE命令行仍然有它獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)快，便于批處理。因此，掌握NLB命令也是快速部署的需要。

負(fù)載平衡的安全考慮

    群集的遠(yuǎn)程管理特性允許管理員在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上使用NLB.EXE管理群集。但啟用此功能后，會(huì)帶來安全風(fēng)險(xiǎn)，比如密碼泄露和DOS （拒絕服務(wù)攻擊)。如果啟用，請(qǐng)確保密碼足夠復(fù)雜，并且根據(jù)需要在防火墻上進(jìn)行訪問策略的配置（比如封鎖UDP端口1717和2504）。

    總結(jié)

    負(fù)載平衡負(fù)載平衡是一項(xiàng)綜合的技術(shù)，在實(shí)施過程中往往伴隨著其他技術(shù)的應(yīng)用。比如網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡群集和服務(wù)器群集的結(jié)合，甚至與存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)相關(guān)聯(lián)都是一個(gè)不錯(cuò)的主意。

關(guān)鍵字：網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)

【 頂部 】 【 關(guān)閉 】