負(fù)載均衡的發(fā)展，來(lái)源于集群的概念。那么對(duì)于現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，越來(lái)越多的服務(wù)器所組成的集群來(lái)支撐著這片天空。負(fù)載均衡也發(fā)揮著巨大的作用。本文就是從服務(wù)器負(fù)載均衡的角度，來(lái)帶大家了解一下這塊知識(shí)領(lǐng)域，了解一下這方面的市場(chǎng)發(fā)展。

1.服務(wù)器負(fù)載均衡市場(chǎng)需求

從業(yè)界環(huán)境來(lái)說(shuō),如下的應(yīng)用需求更是負(fù)載均衡發(fā)展的推動(dòng)力:

◆業(yè)務(wù)系統(tǒng)從Client-Server轉(zhuǎn)向采用Browser-Server 系統(tǒng)結(jié)構(gòu),關(guān)鍵系統(tǒng)需要高可用性

◆電子商務(wù)系統(tǒng)的高可用性和高可靠性需要

◆IT應(yīng)用系統(tǒng)大集中的需要 (稅務(wù)大集中,證券大集中,銀行大集中)

◆數(shù)據(jù)中心降低成本,提高效率

BIG/IP利用定義在其上面的虛擬IP地址來(lái)為用戶(hù)的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用服務(wù)器提供服務(wù)｡因此,它能夠?yàn)榇罅康幕赥CP/IP的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供服務(wù)器負(fù)載均衡服務(wù)｡BIG/IP連續(xù)地對(duì)目標(biāo)服務(wù)器進(jìn)行L4到L7合理性檢查,當(dāng)用戶(hù)通過(guò)VIP請(qǐng)求目標(biāo)服務(wù)器服務(wù)時(shí),BIG/IP根椐目標(biāo)服務(wù)器之間性能和網(wǎng)絡(luò)健康情況,選擇性能最佳的服務(wù)器響應(yīng)用戶(hù)的請(qǐng)求｡

一個(gè)負(fù)載均衡發(fā)生的流程:

1.客戶(hù)發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求到VIP

2.BIGIP接收到請(qǐng)求,將數(shù)據(jù)包中目的IP地址改為選中的后臺(tái)服務(wù)器IP地址,然后將數(shù)據(jù)包發(fā)出到后臺(tái)選定的服務(wù)器

3.后臺(tái)服務(wù)器收到后,將應(yīng)答包按照其路由發(fā)回到BIGIP

4.BIGIP收到應(yīng)答包后將其中的源地址改回成VIP的地址,發(fā)回客戶(hù)端,由此就完成了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)器負(fù)載均衡的流程｡

2.服務(wù)器負(fù)載均衡典型流程

◆通過(guò)VIP來(lái)截獲合適的需要負(fù)載均衡的流量

◆服務(wù)器監(jiān)控和健康檢查,隨時(shí)了解服務(wù)器群的可用性狀態(tài)

◆負(fù)載均衡和應(yīng)用交換功能,通過(guò)各種策略導(dǎo)向到合適的服務(wù)器

2.1 通過(guò)VIP來(lái)截獲合適的需要負(fù)載均衡的流量

在BIGIP上通過(guò)設(shè)置VIP來(lái)截獲需要進(jìn)行負(fù)載均衡的流量,這個(gè)VIP地址可以是一個(gè)獨(dú)立的主機(jī)地址和端口的組合(例如:202.101.112.115:80)也可以是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址和端口的組合(例如:202.101.112.0:80),當(dāng)流量經(jīng)過(guò)BIGIP的時(shí)候,凡是命中VIP的流量都將被截獲并按照規(guī)則進(jìn)行負(fù)載均衡｡

2.2 服務(wù)器的健康監(jiān)控和檢查

服務(wù)器 (Node) - Ping (ICMP)

BIGIP可以定期的通過(guò)ICMP包對(duì)后臺(tái)服務(wù)器的IP地址進(jìn)行檢測(cè),如果在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)能收到該地址的ICMP的回應(yīng),則認(rèn)為該服務(wù)器能提供服務(wù)

服務(wù) (Port) – Connect

BIGIP可以定期的通過(guò)TCP包對(duì)后臺(tái)服務(wù)器的服務(wù)端口進(jìn)行檢測(cè),如果在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)能收到該服務(wù)器端口的回應(yīng),則認(rèn)為該服務(wù)器能提供服務(wù)

擴(kuò)展內(nèi)容查證(ECV: Extended Content Verification)—ECV

 ECV是一種非常復(fù)雜的服務(wù)檢查,主要用于確認(rèn)應(yīng)用程序能否對(duì)請(qǐng)求返回對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)｡如果一個(gè)應(yīng)用對(duì)該服務(wù)檢查作出響應(yīng)并返回對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù),則BIG/IP控制器將該服務(wù)器標(biāo)識(shí)為工作良好｡如果服務(wù)器不能返回相應(yīng)的數(shù)據(jù),則將該服務(wù)器標(biāo)識(shí)為宕機(jī)｡宕機(jī)一旦修復(fù),BIG/IP就會(huì)自動(dòng)查證應(yīng)用已能對(duì)客戶(hù)請(qǐng)求作出正確響應(yīng)并恢復(fù)向該服務(wù)器傳送｡該功能使BIG/IP可以將保護(hù)延伸到后端應(yīng)用如Web內(nèi)容及數(shù)據(jù)庫(kù)｡BIG/ip的ECV功能允許您向Web服務(wù)器､防火墻､緩存服務(wù)器､代理服務(wù)器和其它透明設(shè)備發(fā)送查詢(xún),然后檢查返回的響應(yīng)｡這將有助于確認(rèn)您為客戶(hù)提供的內(nèi)容正是其所需要的｡#p#

擴(kuò)展應(yīng)用查證(EAV: Extended Application Verification)

EAV是另一種服務(wù)檢查,用于確認(rèn)運(yùn)行在某個(gè)服務(wù)器上的應(yīng)用能否對(duì)客戶(hù)請(qǐng)求作出響應(yīng)｡為完成這種檢查,BIG/IP控制器使用一個(gè)被稱(chēng)作外部服務(wù)檢查者的客戶(hù)程序,該程序?yàn)锽IG/IP提供完全客戶(hù)化的服務(wù)檢查功能,但它位于BIG/IP控制器的外部｡例如,該外部服務(wù)檢查者可以查證一個(gè)Internet 或Intranet上的從后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中取出數(shù)據(jù)并在HTML網(wǎng)頁(yè)上顯示的應(yīng)用能否正常工作｡EAV是BIG/IP提供的非常獨(dú)特的功能,它提供管理者將 BIG/IP客戶(hù)化后訪問(wèn)各種各樣應(yīng)用的能力,該功能使BIG/IP在提供標(biāo)準(zhǔn)的可用性查證之外能獲得服務(wù)器､應(yīng)用及內(nèi)容可用性等最重要的反饋｡

該功能對(duì)于電子商務(wù)和其它應(yīng)用至關(guān)重要,它用于從客戶(hù)的角度測(cè)試您的站點(diǎn)｡例如,您可以模擬客戶(hù)完成交易所需的所有步驟-連接到站點(diǎn)､從目錄中選擇項(xiàng)目以及驗(yàn)證交易使用的信用卡｡一旦BIG/ip掌握了該“可用性"信息,即可利用負(fù)載均衡使資源達(dá)到最高的可用性｡

BIG/ip已經(jīng)為測(cè)試Internet服務(wù)的健康情況和狀態(tài),預(yù)定義的擴(kuò)展應(yīng)用驗(yàn)證(EAV),它有二種用戶(hù)界面:瀏覽器和CLI配置｡BIG/IP預(yù)定義的應(yīng)用檢查:FTP､NNTP､SMTP､POP3和MSSQL｡

2.3 服務(wù)器負(fù)載均衡和應(yīng)用交換功能,通過(guò)各種策略導(dǎo)向到合適的服務(wù)器

BIGIP是一臺(tái)對(duì)流量和內(nèi)容進(jìn)行管理分配的設(shè)備｡它提供12種靈活的算法將數(shù)據(jù)流有效地轉(zhuǎn)發(fā)到它所連接的服務(wù)器群｡而面對(duì)用戶(hù),只是一臺(tái)虛擬服務(wù)器｡用戶(hù)此時(shí)只須記住一臺(tái)服務(wù)器,即虛擬服務(wù)器｡但他們的數(shù)據(jù)流卻被BIGIP靈活地均衡到所有的服務(wù)器｡這12種算法包括:

輪詢(xún)(Round Robin):順序循環(huán)將請(qǐng)求一次順序循環(huán)地連接每個(gè)服務(wù)器｡當(dāng)其中某個(gè)服務(wù)器發(fā)生第二到第7層的故障,BIG/IP就把其從順序循環(huán)隊(duì)列中拿出,不參加下一次的輪詢(xún),直到其恢復(fù)正常｡

比率(Ratio):給每個(gè)服務(wù)器分配一個(gè)加權(quán)值為比例,根椐這個(gè)比例,把用戶(hù)的請(qǐng)求分配到每個(gè)服務(wù)器｡當(dāng)其中某個(gè)服務(wù)器發(fā)生第二到第7層的故障,BIG/IP就把其從服務(wù)器隊(duì)列中拿出,不參加下一次的用戶(hù)請(qǐng)求的分配,直到其恢復(fù)正常｡

優(yōu)先權(quán)(Priority):給所有服務(wù)器分組,給每個(gè)組定義優(yōu)先權(quán),BIG/IP用戶(hù)的請(qǐng)求,分配給優(yōu)先級(jí)最高的服務(wù)器組(在同一組內(nèi),采用輪詢(xún)或比率算法,分配用戶(hù)的請(qǐng)求);當(dāng)最高優(yōu)先級(jí)中所有服務(wù)器出現(xiàn)故障,BIG/IP才將請(qǐng)求送給次優(yōu)先級(jí)的服務(wù)器組｡這種方式,實(shí)際為用戶(hù)提供一種熱備份的方式｡

最少的連接方式(Least Connection):傳遞新的連接給那些進(jìn)行最少連接處理的服務(wù)器｡當(dāng)其中某個(gè)服務(wù)器發(fā)生第二到第7層的故障,BIG/IP就把其從服務(wù)器隊(duì)列中拿出,不參加下一次的用戶(hù)請(qǐng)求的分配,直到其恢復(fù)正常｡

最快模式(Fastest):傳遞連接給那些響應(yīng)最快的服務(wù)器｡當(dāng)其中某個(gè)服務(wù)器發(fā)生第二到第7層的故障,BIG/IP就把其從服務(wù)器隊(duì)列中拿出,不參加下一次的用戶(hù)請(qǐng)求的分配,直到其恢復(fù)正常｡

觀察模式(Observed):連接數(shù)目和響應(yīng)時(shí)間以這兩項(xiàng)的最佳均衡為依據(jù)為新的請(qǐng)求選擇服務(wù)器｡當(dāng)其中某個(gè)服務(wù)器發(fā)生第二到第7層的故障,BIG/IP就把其從服務(wù)器隊(duì)列中拿出,不參加下一次的用戶(hù)請(qǐng)求的分配,直到其恢復(fù)正常｡

預(yù)測(cè)模式(Predictive):BIG/IP利用收集到的服務(wù)器當(dāng)前的性能指標(biāo),進(jìn)行預(yù)測(cè)分析,選擇一臺(tái)服務(wù)器在下一個(gè)時(shí)間片內(nèi),其性能將達(dá)到最佳的服務(wù)器相應(yīng)用戶(hù)的請(qǐng)求｡(被bigip進(jìn)行檢測(cè))

動(dòng)態(tài)性能分配(Dynamic Ratio-APM):BIG/IP收集到的應(yīng)用程序和應(yīng)用服務(wù)器的各項(xiàng)性能參數(shù),動(dòng)態(tài)調(diào)整流量分配｡

動(dòng)態(tài)服務(wù)器補(bǔ)充(Dynamic Server Act.):當(dāng)主服務(wù)器群中因故障導(dǎo)致數(shù)量減少時(shí),動(dòng)態(tài)地將備份服務(wù)器補(bǔ)充至主服務(wù)器群｡

服務(wù)質(zhì)量(QoS):按不同的優(yōu)先級(jí)對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行分配｡

服務(wù)類(lèi)型(ToS):按不同的服務(wù)類(lèi)型(在Type of Field中標(biāo)識(shí))對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行分配｡

規(guī)則模式:針對(duì)不同的數(shù)據(jù)流設(shè)置導(dǎo)向規(guī)則,用戶(hù)可自行編輯流量分配規(guī)則,BIG/IP利用這些規(guī)則對(duì)通過(guò)的數(shù)據(jù)流實(shí)施導(dǎo)向控制｡