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網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡

來(lái)源：尚品中國(guó)| 類(lèi)型：網(wǎng)站百科| 時(shí)間：2014-06-18

高性能服務(wù)器通常是通過(guò)SMP. MPP等并行擴(kuò)展技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，然而通過(guò)并行擴(kuò)展技術(shù)實(shí)現(xiàn)的高性能服務(wù)器在現(xiàn)代企業(yè)或一些關(guān)鍵行業(yè)應(yīng)用中，逐步顯籠出種種弊端。技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度大，配置和管理都較復(fù)雜.而且像SMP這種常見(jiàn)的擴(kuò)展技術(shù)還受到諸多限制性能提高非常有限，很難應(yīng)對(duì)大規(guī)模的網(wǎng)站制作應(yīng)用。一臺(tái)服務(wù)器難免會(huì)遇到像死機(jī)、系統(tǒng)升級(jí)等必須宜新啟動(dòng)才能解決的問(wèn)脫，可服務(wù)器一旦重啟或死機(jī)，就會(huì)造成服務(wù)的中斷，影響用戶(hù)的使用.再好再完善的服務(wù)器也難保證365x24無(wú)間斷行。解決的辦法就是采用集群技術(shù)，多臺(tái)服務(wù)器之間相互協(xié)作，實(shí)現(xiàn)冗余和負(fù)載均衡，以保證整個(gè)服務(wù)的可用性。

從Windows 2000 Advanced Server起，徽軟將群集技術(shù)納入了操作系統(tǒng)。在Windows Server2003中.微軟提供了3種類(lèi)峨的群集技術(shù):服務(wù)群群集、組件負(fù)載平衡和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平街。網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡群集和服務(wù)器群集在說(shuō)法E比較相近，很容易造成混淆。下面對(duì)兩者的功能和作用簡(jiǎn)單描述如下。

1、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡.對(duì)于要求同時(shí)響應(yīng)大I用戶(hù)訪問(wèn)請(qǐng)求的服務(wù)耳(如，1eb. FTP反務(wù)名等).僅使用單臺(tái)服務(wù)器很難滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)性能的要求。使用網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡.可將多個(gè)運(yùn)行相同應(yīng)用程序或蔽務(wù)的服務(wù)器群集到一起.并共牟一個(gè)應(yīng)擬B'地址.客戶(hù)機(jī)通過(guò)應(yīng)擬的IP地址訪問(wèn)群集中的服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡負(fù)青將用戶(hù)的訪問(wèn)清求均衡的分魷給群集中不同的服務(wù)器.當(dāng)某臺(tái)蔽務(wù)器發(fā)生故陣時(shí).網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡會(huì)在其他服務(wù)器之間重?cái)喾峙涔ぷ髻F，從而為應(yīng)用租序提供高性能和高可用性.Windows Server 2003的NLB (Network Load Balancing.網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡)功能最多可將32個(gè)服務(wù)器群集到一起.

2、服務(wù)器拜集.服務(wù)器群集允許客戶(hù)端在出現(xiàn)故陣和計(jì)劃中的甘停時(shí).依然能夠訪問(wèn)應(yīng)用程序和資源.如萊群集中的某一臺(tái)放務(wù)器由于故障或雄護(hù)禽要而無(wú)法使用，資派和應(yīng)用租序?qū)⑥D(zhuǎn)移到可用的群集節(jié)點(diǎn)上.對(duì)于“Windows群集.解決方案，使用“高可用性.這個(gè)術(shù)語(yǔ)要比使用.容錯(cuò)·更為合適.服務(wù)器群集無(wú)法保證無(wú)間斷運(yùn)作，但足確實(shí)能夠?yàn)槎鄶?shù)關(guān)健任務(wù)應(yīng)用程序提供足夠的可用性.群集服務(wù)可以對(duì)應(yīng)用程序和資滋進(jìn)行監(jiān)拉，并能夠自動(dòng)識(shí)別和恢復(fù)眾多故障狀況，這為在群集中于理工作負(fù)禱提供丁靈活性。另外.還提高了整個(gè)系統(tǒng)的可用性.

通過(guò)上面的對(duì)比.可以看出網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡強(qiáng)調(diào)的是冗余和負(fù)載均衡，適合于只提供瀏覽或下級(jí)的場(chǎng)合:服務(wù)器群集強(qiáng)調(diào)是高可用性，更適合于需要用戶(hù)提交數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。本實(shí)驗(yàn)中僅介紹網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡。

網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡使用由兩個(gè)或多個(gè)主機(jī)相互協(xié)作而構(gòu)成的群集提供Web服務(wù)器或其他應(yīng)用程序服務(wù)器的高可用性和可伸縮性，客戶(hù)端使用單一的IP地址訪問(wèn)群集?？蛻?hù)機(jī)不能區(qū)分單個(gè)服務(wù)器和群集.服務(wù)器程序也無(wú)法識(shí)別它們是否運(yùn)行在群集中。然而，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡的群集明顯區(qū)別于運(yùn)行單個(gè)服務(wù)器程序的單個(gè)主機(jī).這是因?yàn)榧词鼓硞€(gè)群集主機(jī)出現(xiàn)故降，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平街的群集也能提供不間斷的服務(wù)。群集還能對(duì)客戶(hù)請(qǐng)求做出比單個(gè)主機(jī)更快的反應(yīng)。如果某個(gè)主機(jī)發(fā)生故障或脫機(jī)，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡通過(guò)把接收的網(wǎng)絡(luò)通信孟定向到正在工作的群集主機(jī)來(lái)提供高可用性。當(dāng)與某個(gè)脫機(jī)主機(jī)的現(xiàn)有連接丟失，在多數(shù)情況下《例如，使用Web服務(wù)器時(shí))，客戶(hù)軟件會(huì)fl動(dòng)重試失敗的連接，并在接收響應(yīng)時(shí)僅有幾秒的延遲。

網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡通過(guò)將進(jìn)入的網(wǎng)絡(luò)通信分布在一個(gè)或多個(gè)指定到網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡群集的虛擬IP地址來(lái)實(shí)現(xiàn)性能的可伸縮性。群集中的主機(jī)可同時(shí)響應(yīng)不同的客戶(hù)請(qǐng)求，即使是同一主機(jī)的多個(gè)請(qǐng)求也是如此。例如.Web瀏覽器可以在一個(gè)Web頁(yè)中顯示來(lái)自網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡群集中不同主機(jī)的多個(gè)圖像，這樣可以加快處理客戶(hù)請(qǐng)求的速度并縮短對(duì)客戶(hù)的響應(yīng)時(shí)間。在單個(gè)子網(wǎng)內(nèi).所有使用網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡群集的主機(jī)同時(shí)在群集的主IP地址(以及在多宿主主機(jī)的其他IP地址)上檢側(cè)接收的網(wǎng)絡(luò)通信。在每個(gè)群集主機(jī)上.網(wǎng)絡(luò)負(fù)毅平衡驅(qū)動(dòng)程序就像是群集適配器驅(qū)動(dòng)程序和TCP/IP之間的篩選器，允許由主機(jī)接收部分傳入的網(wǎng)絡(luò)通信。

網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡使用完整的分布式算法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并通過(guò)外來(lái)客戶(hù)端的IP地址、端口和其他信息將其映射到群集主機(jī).檢查到達(dá)的數(shù)據(jù)包時(shí)，所有的主機(jī)同時(shí)執(zhí)行該映射，以迅速確定負(fù)責(zé)處理該數(shù)據(jù)包的主機(jī)。除非群集主機(jī)的數(shù)目改變.否則該映射保持不變。為了協(xié)調(diào)這些操作.網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡主機(jī)在群集內(nèi)周期性地交換多播或廣播消息。這允許它們監(jiān)視群集的狀態(tài)。當(dāng)群集狀態(tài)改變時(shí)(如主機(jī)失敗，離開(kāi)或加入群集)，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡調(diào)用一個(gè)叫做收散的過(guò)程，在此過(guò)程中主機(jī)交換消息來(lái)確定群集新的一致?tīng)顟B(tài)，并選出擁有最高主機(jī)優(yōu)先級(jí)的主機(jī)作為欺認(rèn)主機(jī)。當(dāng)所有群集主機(jī)對(duì)群集的新?tīng)顟B(tài)達(dá)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(guò)程中.正常主機(jī)繼續(xù)處理接收的網(wǎng)絡(luò)通信，但故障主機(jī)不能接收客戶(hù)請(qǐng)求，正在工作的主機(jī)客戶(hù)請(qǐng)求不受影響。在收斂完成時(shí).故障主機(jī)的通信被重新分發(fā)到其余的主機(jī)。如果某個(gè)主機(jī)添加到群集中.收教允許該主機(jī)接管端口的處理，并接收它承擔(dān)的負(fù)載平衡通信。群集的擴(kuò)展不影響正在進(jìn)行的群集操作，并對(duì)客戶(hù)端和服務(wù)器端程序透明.然而，由于容戶(hù)端可能會(huì)被重新映射到不同的群集主機(jī)上，它可能會(huì)影響跨越多個(gè)TCP連接的客戶(hù)端會(huì)話(huà)。

網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡假設(shè)群集中的主機(jī)只要能夠與群集中的其他主機(jī)間進(jìn)行正常的報(bào)文交換.該主機(jī)便是正常的。如果其他主機(jī)在報(bào)文交換的某些時(shí)段內(nèi)不能從某個(gè)成員接收到響應(yīng)，它們將初始化收斂來(lái)重新分配由故障主機(jī)處理的負(fù)載.用戶(hù)可以控制啟動(dòng)收斂操作所需的報(bào)文交換周期和丟失報(bào)文的數(shù)目.默認(rèn)值分別為1000毫秒(Is)和5個(gè)丟失報(bào)文。由于這些參數(shù)不經(jīng)常修改，所以它們?cè)?ldquo;網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平街屬性.對(duì)話(huà)框中是不可配w的。若有必要可在注冊(cè)表中手工調(diào)整。

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