四層交換負載均衡機
我們常說的負載均衡器,也可以成為負載均衡機,比如路由和交換機,只不過都是專屬于四層交換和七層交換的。那么對于負載均衡機的使用也讓我們結(jié)合本文來了解一下吧。希望本文的介紹能讓大家都了解這個產(chǎn)品的知識。
Internet的快速增長使前端接入服務器,尤其是多媒體網(wǎng)絡服務器和Web服務器等,面對的訪問者數(shù)量快速增加,網(wǎng)絡服務器需要具備提供大量并發(fā)訪問服務的能力,在每天高達數(shù)百萬次的Web請求訪問的情況下,服務器的CPU和I/O處理能力很快會成為瓶頸。但是,簡單地提高硬件性能,并不能真正解決這個問題,因為單臺服務器的性能總是有限的。獲取信息的速度已經(jīng)成為制約Internet發(fā)展的重要因素。如何在現(xiàn)有的網(wǎng)絡資源下提高用戶獲取信息的速度,已成為困擾眾多數(shù)據(jù)中心、ISP和企業(yè)的一大難題。
負載均衡是建立在現(xiàn)有網(wǎng)絡結(jié)構之上,它提供了一種廉價有效的方法擴展服務器帶寬和增加吞吐量,加強網(wǎng)絡數(shù)據(jù)處理能力,提高網(wǎng)絡的靈活性和可用性。它主要完成以下任務:解決網(wǎng)絡擁塞問題,服務就近提供,實現(xiàn)地理位置無關性;為用戶提供更好的訪問質(zhì)量;提高服務器響應速度;提高服務器及其他資源的利用效率;避免了網(wǎng)絡關鍵部位出現(xiàn)單點失效。
現(xiàn)在許多交換機提供第四層交換功能,可以將一個外部IP地址映射為多個內(nèi)部IP地址,對每次TCP連接請求動態(tài)使用其中一個內(nèi)部地址,達到負載均衡的目的。有的協(xié)議內(nèi)部支持與負載均衡相關的功能,例如HTTP協(xié)議中的重定向能力。Web內(nèi)容交換技術,即URL交換或七層交換技術,提供了一種對訪問流量的高層控制方式。因為大型網(wǎng)站的訪問量較大,采用負載平衡機之后,實現(xiàn)了本地多臺服務器的負載均衡,保證了系統(tǒng)在高峰時期的處理能力。同時實現(xiàn)了服務器的冗余,并且方便了系統(tǒng)的維護和管理。
對一個網(wǎng)絡的負載均衡應用,可以從網(wǎng)絡的不同層次入手,具體情況要看對網(wǎng)絡瓶頸所在之處的具體分析,大體上不外乎從傳輸鏈路聚合、采用更高層網(wǎng)絡交換技術和設置服務器集群策略三個角度實現(xiàn)。大型的網(wǎng)絡一般都是由大量專用技術設備組成的,如包括防火墻、路由器、第2層/3層交換機、負載均衡設備、緩沖服務器和Web服務器等。如何將這些技術設備有機地組合在一起,是一個直接影響到網(wǎng)絡性能的關鍵性問題。基于四層交換技術的負載均衡,這種技術是在第四層交換機上設置Web服務的虛擬IP地址,這個虛擬IP地址是DNS服務器中解析到的Web服務器的IP地址,對客戶端是可見的。當客戶訪問此Web應用時,客戶端的Http請求會先被第四層交換機接收到,它將基于第四層交換技術實時檢測后臺Web服務器的負載,根據(jù)設定的算法進行快速交換。常見的算法有輪詢、加權、最少連接、隨機和響應時間等?;谄邔咏粨Q技術的負載均衡 ,這種技術主要用于實現(xiàn)Web應用的負載平衡和服務質(zhì)量保證。它與第四層交換機比較起來有許多優(yōu)勢:第七層交換機不僅能檢查TCP/IP數(shù)據(jù)包的TCP和UDP端口號,從而轉(zhuǎn)發(fā)給后臺的某臺服務器來處理,而且能從會話層以上來分析Http請求的URL,根據(jù)URL的不同將不同的Http請求交給不同的服務器來處理,甚至同一個URL請求可以讓多個服務器來響應以分擔負載,它實際上要與服務器建立多個會話連接,得到多個對象。
因此我們在引入交換機應用某種負載均衡方案時,首先要確定當前及將來的應用需求,然后在成本與收益之間做出權衡。無論采用哪種負載均衡方案,都必須重點考慮以下問題:
性能:
性能是引入均衡方案時需要重點考慮的問題,但也是一個最難把握的問題。性能的優(yōu)劣與負載平衡機的處理能力、采用的均衡策略息息相關,并且有兩點需要注意:均衡方案對服務器群整體性能的改善,這是響應客戶端連接請求速度的關鍵;負載均衡設備自身的性能,避免有大量連接請求時自身性能不足而成為服務瓶頸。
可擴展性:
合適的均衡解決方案應能均衡不同操作系統(tǒng)和硬件平臺之間的負載,能均衡HTTP、郵件、新聞、代理、數(shù)據(jù)庫、防火墻和 Cache等不同服務器的負載,并且能以對客戶端完全透明的方式動態(tài)增加或刪除某些資源。
靈活性:
均衡解決方案應能靈活地提供不同的應用需求,滿足應用需求的不斷變化。在不同的服務器群有不同的應用需求時,應有多樣的均衡策略提供更廣泛的選擇。
可靠性:
在對服務質(zhì)量要求較高的站點,負載均衡解決方案應能為服務器群提供完全的容錯性和高可用性。但在負載均衡設備自身出現(xiàn)故障時,應該有良好的冗余解決方案,提高可靠性。
易管理性:
不管是通過軟件還是硬件方式的均衡解決方案,我們都希望它有靈活、直觀和安全的管理方式,這樣便于安裝、配置、維護和監(jiān)控,提高工作效率,避免差錯。