负载均衡技术

负载均衡技术

-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

负载均衡技术

Internet的规模每一百天就会增长一倍，客户希望获得7天24小时的不间断可用性及较快的系统反应时间，而不愿屡次看到某个站点“Server Too Busy”及频繁的系统故障。

网络的各个核心部分随着业务量的提高、访问量和数据流量的快速增长，其处理能力和计算强度也相应增大，使得单一设备根本无法承担。在此情况下，如果扔掉现有设备去做大量的硬件升级，这样将造成现有资源的浪费，而且如果再面临下一次业务量的提升，这又将导致再一次硬件升级的高额成本投入，甚至性能再卓越的设备也不能满足当前业务量的需求。于是，负载均衡机制应运而生。

负载均衡（Load Balance）建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效透明的方法扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。

负载均衡有两方面的含义：首先，大量的并发访问或数据流量分担到多台节点设备上分别处理，减少用户等待响应的时间；其次，单个重负载的运算分担到多台节点设备上做并行处理，每个节点设备处理结束后，将结果汇总，返回给用户，系统处理能力得到大幅度提高。

本文所要介绍的负载均衡技术主要是指在均衡服务器群中所有服务器和应用程序之间流量负载的应用，目前负载均衡技术大多数是用于提高诸如在Web服务器、FTP服务器和其它关键任务服务器上的Internet服务器程序的可用性和可伸缩性。

负载均衡技术分类

目前有许多不同的负载均衡技术用以满足不同的应用需求，下面从负载均衡所采用的设备对象、应用的网络层次（指OSI参考模型）及应用的地理结构等来分类。

软/硬件负载均衡

软件负载均衡解决方案是指在一台或多台服务器相应的操作系统上安装一个或多个附加软件来实现负载均衡，如DNS Load Balance，CheckPoint Firewall-1 ConnectControl等，它的优点是基于特定环境，配置简单，使用灵活，成本低廉，可以满足一般的负载均衡需求。

软件解决方案缺点也较多，因为每台服务器上安装额外的软件运行会消耗系统不定量的资源，越是功能强大的模块，消耗得越多，所以当连接请求特别大的时候，软件本身会成为服务器工作成败的一个关键；软件可扩展性并不是很好，受到操作系统的限制；由于操作系统本身的Bug，往往会引起安全问题。

硬件负载均衡解决方案是直接在服务器和外部网络间安装负载均衡设备，这种设备我们通常称之为负载均衡器，由于专门的设备完成专门的任务，独立于操作系统，整体性能得到大量提高，加上多样化的负载均衡策略，智能化的流量管理，可达到最佳的负载均衡需求。

负载均衡器有多种多样的形式，除了作为独立意义上的负载均衡器外，有些负载均衡器集成在交换设备中，置于服务器与Internet链接之间，有些则以两块网络适配器将这一功能集成到PC中，一块连接到Internet上，一块连接到后端服务器群的内部网络上。

一般而言，硬件负载均衡在功能、性能上优于软件方式，不过成本昂贵。

本地/全局负载均衡

负载均衡从其应用的地理结构上分为本地负载均衡(Local Load Balance)和全局负载均衡(Global Load Balance，也叫地域负载均衡)，本地负载均衡是指对本地的服务器群做负载均衡，全局负载均衡是指对分别放置在不同的地理位置、有不同网络结构的服务器群间作负载均衡。

本地负载均衡能有效地解决数据流量过大、网络负荷过重的问题，并且不需花费昂贵开支购置性能卓越的服务器，充分利用现有设备，避免服务器单点故障造成数据流量的损失。其有灵活多样的均衡策略把数据流量合理地分配给服务器群内的服务器共同负担。即使是再给现有服务器扩充升级，也只是简单地增加一个新的服务器到服务群中，而不需改变现有网络结构、停止现有的服务。

全局负载均衡主要用于在一个多区域拥有自己服务器的站点，为了使全球用户只以一个IP地址或域名就能访问到离自己最近的服务器，从而获得最快的访问速度，也可用于子公司分散站点分布广的大公司通过Intranet（企业内部互联网）来达到资源统一合理分配的目的。

全局负载均衡有以下的特点：

实现地理位置无关性，能够远距离为用户提供完全的透明服务。

除了能避免服务器、数据中心等的单点失效，也能避免由于ISP专线故障引起的单点失效。

解决网络拥塞问题，提高服务器响应速度，服务就近提供，达到更好的访问质量。

网络层次上的负载均衡

针对网络上负载过重的不同瓶颈所在，从网络的不同层次入手，我们可以采用相应的负载均衡技术来解决现有问题。

随着带宽增加，数据流量不断增大，网络核心部分的数据接口将面临瓶颈问题，原有的单一线路将很难满足需求，而且线路的升级又过于昂贵甚至难以实现，这时就可以考虑采用链路聚合（Trunking）技术。

链路聚合技术（第二层负载均衡）将多条物理链路当作一条单一的聚合逻辑链路使用，网络数据流量由聚合逻辑链路中所有物理链路共同承担，由此在逻辑上增大了链路的容量，使其能满足带宽增加的需求。

现代负载均衡技术通常操作于网络的第四层或第七层。第四层负载均衡将一个Internet 上合法注册的IP地址映射为多个内部服务器的IP地址，对每次TCP连接请求动态使用其中一个内部IP地址，达到负载均衡的目的。在第四层交换机中，此种均衡技术得到广泛的应用，一个目标地址是服务器群VIP（虚拟IP，Virtual IP address）连接请求的数据包流经交换机，交换机根据源端和目的IP地址、TCP或UDP端口号和一定的负载均衡策略，在服务器IP和VIP间进行映射，选取服务器群中最好的服务器来处理连接请求。

第七层负载均衡控制应用层服务的内容，提供了一种对访问流量的高层控制方式，适合对HTTP服务器群的应用。第七层负载均衡技术通过检查流经的HTTP报头，根据报头内的信息来执行负载均衡任务。

第七层负载均衡优点表现在如下几个方面：

通过对HTTP报头的检查，可以检测出HTTP400、500和600系列的错误信息，因而能透明地将连接请求重新定向到另一台服务器，避免应用层故障。

可根据流经的数据类型（如判断数据包是图像文件、压缩文件或多媒体文件格式等），把数据流量引向相应内容的服务器来处理，增加系统性能。

能根据连接请求的类型，如是普通文本、图象等静态文档请求，还是asp、cgi等的动态文档请求，把相应的请求引向相应的服务器来处理，提高系统的性能及安全性。

第七层负载均衡受到其所支持的协议限制（一般只有HTTP），这样就限制了它应用的广泛性，并且检查HTTP报头会占用大量的系统资源，势必会影响到系统的性能，在大量连接请求的情况下，负载均衡设备自身容易成为网络整体性能的瓶颈。

负载均衡策略

在实际应用中，我们可能不想仅仅是把客户端的服务请求平均地分配给内部服务器，而不管服务器是否宕机。而是想使Pentium III服务器比Pentium II能接受更多的服务请求，一台处理服务请求较少的服务器能分配到更多的服务请求，出现故障的服务器将不再接受服务请求直至故障恢复等等。

选择合适的负载均衡策略，使多个设备能很好的共同完成任务，消除或避免现有网络负载分布不均、数据流量拥挤反应时间长的瓶颈。在各负载均衡方式中，针对不同的应用需求，在OSI参考模型的第二、三、四、七层的负载均衡都有相应的负载均衡策略。

负载均衡策略的优劣及其实现的难易程度有两个关键因素：一、负载均衡算法，二、对网络系统状况的检测方式和能力。

考虑到服务请求的不同类型、服务器的不同处理能力以及随机选择造成的负载分配不均匀等问题，为了更加合理的把负载分配给内部的多个服务器，就需要应用相应的能够正确反映各个服务器处理能力及网络状态的负载均衡算法：

轮循均衡（Round Robin）：每一次来自网络的请求轮流分配给内部中的服务器，从1至N然后重新开始。此种均衡算法适合于服务器组中的所有服务器都有相同的软硬件配置并且平均服务请求相对均衡的情况。

权重轮循均衡（Weighted Round Robin）：根据服务器的不同处理能力，给每个服务器分配不同的权值，使其能够接受相应权值数的服务请求。例如：服务器A的权值被设计成1，B的权值是3，C的权值是6，则服务器A、B、C将分别接受到10%、30％、60％的服务请求。此种均衡算法能确保高性能的服务器得到更多的使用率，避免低性能的服务器负载过重。

随机均衡（Random）：把来自网络的请求随机分配给内部中的多个服务器。

权重随机均衡（Weighted Random）：此种均衡算法类似于权重轮循算法，不过在处理请求分担时是个随机选择的过程。

响应速度均衡（Response Time）：负载均衡设备对内部各服务器发出一个探测请求（例如Ping），然后根据内部中各服务器对探测请求的最快响应时间来决定哪一台服务器来响应客户端的服务请求。此种均衡算法能较好的反映服务器的当前运行状态，但这最快响应时间仅仅指的是负载均衡设备与服务器间的最快响应时间，而不是客户端与服务器间的最快响应时间。

最少连接数均衡（Least Connection）：客户端的每一次请求服务在服务器停留的时间可能会有较大的差异，随着工作时间加长，如果采用简单的轮循或随机均衡算法，每一台服务器上的连接进程可能会产生极大的不同，并没有达到真正的负载均衡。最少连接数均衡算法对内部中需负载的每一台服务器都有一个数据记录，记录当前该服务器正在处理的连接数

F5负载均衡器双机切换机制及配置

F5负载均衡器双机切换触发机制及配置 1 F5双机的切换触发机制 1.1 F5双机的通信机制 F5负载均衡器的主备机之间的心跳信息可以通过以下两种方式进行交互： ●通过F5 failover 串口线交换心跳信息(电压信号不断地由一方送到另外一方) 处于Standby的系统不断监控Failover上的电平，一旦发现电平降低，Standby Unit会立即变成Active，会发生切换(Failover)。通过串口监控电平信号引起的切换可以在 一秒中以内完成(大概200~300ms)。四层交换机在系统启动的时候也会监控Failover 线缆的电平以决定系统是处于Active状态还是Standby状态。在串口Failover线缆上不传输任何数据信息。 ●Failover线缆也可以不采用串口线，而直接采用网络线。(但F5不建议这样做， 因为网络层故障就可能会两台负载均衡器都处于Active状态)。如果采用网络层监控实现Failover, Bigip将通过1027与1028端口交换心跳信息。 经验证明：两台F5之间一定要用failover cable连接起来，不连接failover cable而直接采用网络线连接在一起不可靠，而且造成了网上事故。 F5双机之间的数据信息是通过网络来完成的。因此运行于HA方式的两台F5设备在网络层必须是相通的。(可以用网线将两台F5设备直接相连起来，也可以通过其它的二层设备将两台F5设备相连，使F5设备在网络上可以连通对端的Failover IP地址)。 两台运行于HA方式的四层交换机之间通过网络层交互的信息主要包括： ●用于配置同步的信息：通过手工执行config sync会引起Active到Standby系 统的配置信息传输。 ●用于在发生Failover时连接维持的信息：如果设置了Connection Mirroring, 处于Active的四层交换机会将连接表每十秒中发送一次到Standby的系统。（The following TCP Connections can be mirrored:TCP、UDP、SNAT、FTP、Telnet ）。 如果设置了Stateful Failover,Persistence信息也会被发送到Standby系统。（The following persistence information for the virtual servers (VIPs) can be mirrored:SSL persistence、Sticky persistence、iRules Persistence )

广域网负载均衡原理简单介绍

广域网负载均衡 多链路广域网负载均衡 （1）Inbound多链路负载均衡算法策略：RTT+Topology+RoundRobin 具体描述： 当外部用户访问九州梦网网站时，首先由F5的3DNS对客户端的LDNS进行RTT（Round Trip Time）探测，对比从两条链路返回的探测结果（可以从统计列表中看到），选择一条返回值小的链路IP地址返回给客户端，从而客户端再发起访问请求；当F5的3DNS探测不到客户端的LDNS（由于LDNS安全防护等原因）时，F5的3DNS自动启用Topology算法，来静态匹配客户端的LDNS地理位置，从而根据客户端的来源，返回正确的A记录；当探测不到的LDNS又不在地址列表中时，F5 3DNS自动启用Global Availability 算法作为默认算法，将所有无法计算结果并且不在Topology范围之内的LocalDNS请求，定义到系统的默认线路上。 F5 的3DNS具备二十多种Inbound算法，可以根据需要进行组合。 ①RTT算法运行机制： 通过3DNS的RTT就近性算法会自动运算生成一个ldns就近分布表，通过这个动态的表，每个客户上来都会提供一个最快速的链路进行访问，由于站点有ISP1和ISP2的两条广域网线路。在3DNS上会针对站点服务器(以https://www.sodocs.net/doc/e37596647.html, 为例)解析ISP1和ISP2的两个不同的公网地址。 对应于https://www.sodocs.net/doc/e37596647.html,域名，在3DNS上配置wideip：https://www.sodocs.net/doc/e37596647.html,，对应两个Virtual Server：VS1：202.106.83.177，VS2：219.17.66.100。分别属于ISP1和ISP2两条线路分配的IP地址段。在3DNS内部，同时定义两个DataCenter分别与ISP1和ISP2相对应。 用户的访问流程如下：

负载均衡技术

负载均衡技术 现在网络中常见的的负载均衡主要分为两种：一种是通过硬件来进行，常见的硬件有比较昂贵的NetScaler、F5、Radware和Array等商用的负载均衡器，也有类似于LVS、Nginx、HAproxy的基于Linux的开 源的负载均衡策略, 商用负载均衡里面NetScaler从效果上比F5的效率上更高。对于负载均衡 器来说，不过商用负载均衡由于可以建立在四~七层协议之上，因此适用面更 广所以有其不可替代性，他的优点就是有专业的维护团队来对这些服务进行维护、缺点就是花销太大，所以对于规模较小的网络服务来说暂时还没有需要使用。 另一种负载均衡的方式是通过软件：比较常见的有LVS、Nginx、HAproxy 等，其中LVS是建立在四层协议上面的，而另外Nginx和HAproxy是建立在七 层协议之上的，下面分别介绍关于 LVS：使用集群技术和Linux操作系统实现一个高性能、高可用的服务器，它具有很好的可伸缩性（Scalability）、可靠性（Reliability）和可管理性（Manageability）。 LVS的特点是： 1、抗负载能力强、是工作在网络4层之上仅作分发之用，没有流量的产生； 2、配置性比较低，这是一个缺点也是一个优点，因为没有可太多配置的东西，所以并不需要太多接触，大大减少了人为出错的几率； 3、工作稳定，自身有完整的双机热备方案；

4、无流量，保证了均衡器IO的性能不会收到大流量的影响； 5、应用范围比较广，可以对所有应用做负载均衡； 6、LVS需要向IDC多申请一个IP来做Visual IP，因此需要一定的网络知识，所以对操作人的要求比较高。 Nginx的特点是： 1、工作在网络的7层之上，可以针对http应用做一些分流的策略，比如针对域名、目录结构； 2、Nginx对网络的依赖比较小； 3、Nginx安装和配置比较简单，测试起来比较方便； 4、也可以承担高的负载压力且稳定，一般能支撑超过1万次的并发； 5、Nginx可以通过端口检测到服务器内部的故障，比如根据服务器处理网页返回的状态码、超时等等，并且会把返回错误的请求重新提交到另一个节点，不过其中缺点就是不支持url来检测； 6、Nginx对请求的异步处理可以帮助节点服务器减轻负载； 7、Nginx能支持http和Email，这样就在适用范围上面小很多； 8、不支持Session的保持、对Big request header的支持不是很好，另外默认的只有Round-robin和IP-hash两种负载均衡算法。 HAProxy的特点是：

负载均衡在Web服务器中的应用

负载均衡在Web服务器中的应用 随着互联网的迅速发展，互联网为社会网络迅猛发展提供了“天时”，宽带服务的普及，视频服务、FTP下载、数据库查询应用服务器工作量的日益增加，负载均衡技术的应用更加广泛。阐述了负载均衡技术的分类和重点介绍了服务器集群负载均衡技术及应用。 标签：互联网；负载均衡；服务器集群 引言 随着互联网技术的发展，宽带服务的普及，视频服务、FTP 下载、数据库查询等大数据量的Web 应用逐渐由可能演变成一种趋势，这些应用对Web 服务器的性能有较高要求。伴随着信息系统的各个核心业务量的增加和数据流量的快速增长，从而造成服务质量下降。在花费相同条件下，必须采用多台服务器协同工作，防止计算机的单点故障、性能不足等问题，以满足不断增加业务量的需求，提高计算机系统的处理能力和更有效解决负载均衡问题。 1 负载均衡概述 负载均衡是在现有网络结构上进行部署，来扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量，提高网络数据处理能力。从而根据负载压力通过某种算法合理分配资源，保证计算机高可靠性和高性能计算。 负载均衡其特点是充分利用网络中计算机的资源，实现多台节点设备上做并行处理。当网络中的一台或者几台服务器出现故障时，自动切换到其他服务器上，客户端会自动重试发生故障的连接，仅几秒的延迟就能选择性能最佳的服务器响应客户请求。保证用户访问的质量可靠性；同时根据算法将负载合理分配到多台节点设备上进行处理，减少用户等待响应时间和提高系统处理能力。 2 常用的四种负载均衡技术 2.1 软/硬件负载均衡 软件负载均衡是在一台或多台服务器操作系统上安装一个或多个软件来实现负载均衡，比如DNS负载均衡等。软件负载均衡的优点是容易进行相关配置、成本比较低，就能满足要求不高的负载均衡需求。 硬件负载均衡是在服务器和外部网络之间加装负载均衡器，通过负载均衡器完成专门的任务，它独立于服务器的操作系统，大大提高了服务器的整体性能。由于负载均衡器具有多样化的策略管理方法，同时能进行智能化的流量管控，使得负载均衡达到最佳状态。所以，硬件负载均衡的性能比软件负载均衡性能更胜一筹，但是投资成本相对比较高。

F5负载均衡基本原理

F5 Application Management Products 服务器负载均衡原理 F5 Networks Inc

1．服务器负载平衡市场需求 (3) 2．负载平衡典型流程 (4) 2..1 通过VIP来截获合适的需要负载平衡的流量 (4) 2.2 服务器的健康监控和检查 (5) 2.3 负载均衡和应用交换功能,通过各种策略导向到合适的服务器 (6)

1．服务器负载平衡市场需求 随着Internet的普及以及电子商务、电子政务的发展，越来越多的应用系统需要面对更高的访问量和数据量。同时，企业对在线系统的依赖也越来越高，大量的关键应用需要系统有足够的在线率及高效率。这些要求使得单一的网络服务设备已经不能满足这些需要，由此需要引入服务器的负载平衡，实现客户端同时访问多台同时工作的服务器，一则避免服务器的单点故障，再则提高在线系统的服务处理能力。从业界环境来说，如下的应用需求更是负载均衡发展的推动力： ?业务系统从Client-Server转向采用Browser-Server 系统结构，关键系统需要高可用性 ?电子商务系统的高可用性和高可靠性需要 ?IT应用系统大集中的需要（税务大集中,证券大集中,银行大集中） ?数据中心降低成本,提高效率 负载均衡技术在现有网络结构之上提供了一种廉价、有效、透明的方法，来扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。它有两方面的含义：首先，大量的并发访问或数据流量分担到多台节点设备上分别处理，减少用户等待响应的时间；其次，单个重负载的运算分担到多台节点设备上做并行处理，每个节点设备处理结束后，将结果汇总，返回给用户，系统处理能力得到大幅度提高。 BIG/IP利用定义在其上面的虚拟IP地址来为用户的一个或多个应用服务器提供服务。因此，它能够为大量的基于TCP/IP的网络应用提供服务器负载均衡服务。BIG/IP 连续地对目标服务器进行L4到L7合理性检查，当用户通过VIP请求目标服务器服务时，BIG/IP根椐目标服务器之间性能和网络健康情况，选择性能最佳的服务器响应用户的请求。 下图描述了一个负载平衡发生的流程：

SureHA 技术白皮书

SureHA100G2 技术白皮书 摘要 本白皮书论述Lenovo SureHA 100G2高可 用软件的功能以及实现原理。 Lenovo 确信本出版物在发布之日内容准确无 误。如有更新，恕不另行通知。 Lenovo 对本出版物的内容不提供任何形式的 陈述或担保，明确拒绝对有特定目的适销性或 适用性进行默示担保。使用、复制或分发本出 版物所描述的任何SureHA 100G2软件都要 有相应的软件许可证。

第 1 章 SureHA100G2集群系统概览 2 目录 SureHA100G2 技术白皮书 .................................................................................................. 1 第 1 章 何谓集群系统 ..................................................................................................... 4 集群系统的概要 ................................................................................................................................... 4 HA (High Availability)集群 ................................................................................................................ 4 共享磁盘型 ....................................................................................................................................................... 5 镜像磁盘型 ....................................................................................................................................................... 7 系统构成 .............................................................................................................................................. 7 故障保护原理 ..................................................................................................................................... 10 共享磁盘的互斥控制 ....................................................................................................................................... 11 网络分区症状 (Split-brain-syndrome) ......................................................................................................... 11 集群资源的交接 ................................................................................................................................. 11 数据的交接 ..................................................................................................................................................... 11 IP 地址的交接 .................................................................................................................................................. 12 应用程序的交接 .............................................................................................................................................. 12 失效切换总结 .................................................................................................................................................. 14 Single Point of Failure 的排除 ......................................................................................................... 14 共享磁盘 ......................................................................................................................................................... 15 共享磁盘的访问路径 ....................................................................................................................................... 16 LAN ................................................................................................................................................................ 16 支持可用性的操作 ............................................................................................................................. 17 操作前测试 ..................................................................................................................................................... 17 故障的监视 ..................................................................................................................................................... 17 第 2 章 关于SureHA100G2......................................................................................... 19 SureHA100G2的产品结构 ................................................................................................................ 19 SureHA100G2的软件配置 ................................................................................................................ 19 SureHA100G2 的故障监视原理 ....................................................................................................... 20 何谓服务器监视 .............................................................................................................................................. 20 何谓业务监视 .................................................................................................................................................. 20 何谓内部监视 .................................................................................................................................................. 21 可监视的故障和无法监视的故障 ........................................................................................................ 21 通过服务器监视可以查出的故障和无法查出的故障 ........................................................................................ 21 通过业务监视可以查出的故障和无法查出的故障 ............................................................................................ 21 网络分区解析 ..................................................................................................................................... 22 失效切换的原理 ................................................................................................................................. 22 由SureHA100G2构建的共享磁盘型集群的硬件配置 ...................................................................................... 23 用SureHA100G2构建的镜像磁盘型集群的硬件配置 .. 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负载均衡技术综述

?2004 Journal of Software 软件学报 负载均衡技术综述* 殷玮玮1+ 1(南京大学软件学院,江苏南京210093) Overview of Load Balancing Technology YIN Wei-Wei1+ 1(Department of Software Institute, Nanjing University, Nanjing 210093, China) + Corresponding author: Phn +86-**-****-****, Fax +86-**-****-****, E-mail: bingyu0046@https://www.sodocs.net/doc/e37596647.html,, https://www.sodocs.net/doc/e37596647.html, Received 2000-00-00; Accepted 2000-00-00 Yin WW. Overview of Load Balancing Technology. Journal of Software, 2004,15(1):0000~0000. https://www.sodocs.net/doc/e37596647.html,/1000-9825/15/0000.htm Abstract: Load balance technology based on existing network structure, provides a cheap and efficient method for expanding bandwidth of the server and increase the server throughput, strengthens network data processing ability, increases network flexibility and availability. This paper introduces in detail the three aspects: the classification of load balancing, load balancing and load balancing algorithm, then compares the load balancing algorithm commonly used and their advantages and disadvantages, and describes the dynamic load balancing strat egy and three kinds of scheduling methods. Key words: load balancing technology; the load conditions; the static load balancing algorithm; the dynamic load balancing algorithm 摘要: 负载均衡技术基于现有网络结构，提供了一种扩展服务器带宽和增加服务器吞吐量的廉价有效的方法，加强了网络数据处理能力，提高了网络的灵活性和可用性。本文从负载均衡技术的分类、负载均衡技术和负载均衡算法三个方面对负载均衡做了详细介绍，对常用负载均衡算法做了优缺点比较，并对动态负载均衡算法遵循的策略和三种调度方式做了阐述。 关键词: 负载均衡技术; 负载状况；静态负载均衡算法；动态负载均衡算法 中图法分类号: ****文献标识码: A 随着大规模并行分布处理系统，特别是网络工作站机群系统的广泛应用，如何采取有效的调度策略来平衡各结点(机)的负载，从而提高整个系统资源的利用率，已成为人们的研究热点。负载均衡技术基于现有网络结构，提供了一种扩展服务器带宽和增加服务器吞吐量的廉价有效的方法，加强了网络数据处理能力，提高了网络的灵活性和可用性。负载均衡的应用，能够有效地解决网络拥塞问题，能够就近提供服务，实现地理位置无关性(异地负载均衡)。同时，这项技术还能提高服务器的响应速度，提高服务器及其它资源的利用 *Supported by the **** Foundation of China under Grant No.****, **** (基金中文完整名称); the **** Foundation of China under Grant No.****, **** (基金中文完整名称) 作者简介: 殷玮玮(1992－),女,河南舞阳人,硕士,主要研究领域为分布式计算,负载均衡.

几种负载均衡算法

几种负载均衡算法 本地流量管理技术主要有以下几种负载均衡算法： 静态负载均衡算法包括：轮询，比率，优先权 动态负载均衡算法包括: 最少连接数,最快响应速度，观察方法，预测法，动态性能分配，动态服务器补充，服务质量，服务类型，规则模式。 静态负载均衡算法 ◆轮询（Round Robin）：顺序循环将请求一次顺序循环地连接每个服务器。当其中某个服务器发生第二到第7 层的故障，BIG-IP 就把其从顺序循环队列中拿出，不参加下一次的轮询，直到其恢复正常。 ◆比率（Ratio）：给每个服务器分配一个加权值为比例，根椐这个比例，把用户的请求分配到每个服务器。当其中某个服务器发生第二到第7 层的故障，BIG-IP 就把其从服务器队列中拿出，不参加下一次的用户请求的分配, 直到其恢复正常。 ◆优先权（Priority）：给所有服务器分组,给每个组定义优先权，BIG-IP 用户的请求，分配给优先级最高的服务器组（在同一组内，采用轮询或比率算法，分配用户的请求）；当最高优先级中所有服务器出现故障，BIG-IP 才将请求送给次优先级的服务器组。这种方式，实际为用户提供一种热备份的方式。 动态负载均衡算法 ◆最少的连接方式（Least Connection）：传递新的连接给那些进行最少连接处理的服务器。当其中某个服务器发生第二到第7 层的故障，BIG-IP 就把其从服务器队列中拿出，不参加下一次的用户请求的分配, 直到其恢复正常。 ◆最快模式（Fastest）：传递连接给那些响应最快的服务器。当其中某个服务器发生第二到第7 层的故障，BIG-IP 就把其从服务器队列中拿出，不参加下一次的用户请求的分配，直到其恢复正常。 ◆观察模式（Observed）：连接数目和响应时间以这两项的最佳平衡为依据为新的请求选择服务器。当其中某个服务器发生第二到第7 层的故障，BIG-IP就把其从服务器队列中拿出，不参加下一次的用户请求的分配，直到其恢复正常。 ◆预测模式（Predictive）：BIG-IP利用收集到的服务器当前的性能指标，进行预测分析，选择一台服务器在下一个时间片内，其性能将达到最佳的服务器相应用户的请求。(被BIG-IP 进行检测) ◆动态性能分配(Dynamic Ratio-APM):BIG-IP 收集到的应用程序和应用服务器的各项性能参数，动态调整流量分配。 ◆动态服务器补充(Dynamic Server Act.):当主服务器群中因故障导致数量减少时，动态地将备份服务器补充至主服务器群。 ◆服务质量(QoS）:按不同的优先级对数据流进行分配。 ◆服务类型(ToS): 按不同的服务类型（在Type of Field中标识）负载均衡对数据流进行分配。 ◆规则模式：针对不同的数据流设置导向规则，用户可自行。 负载均衡对应本地的应用交换，大家可以通过对上述负载均衡算法的理解，结合实际的需求来采用合适你的负载均衡算法，我们常用到的一般是最少连接数、最快反应、或者轮询，决定选用那种算法，主要还是要结合实际的需求。

服务器负载均衡技术

HUAWEI USG6000V系列NFV防火墙技术白皮书之---服务器负载均衡技术白皮书 华为技术有限公司 Huawei Technologies Co., Ltd.

目录 1背景和概述 (2) 2全局服务器负载均衡（GSLB） (3) 3本地服务器负载均衡（LSLB） (4) 3.1使用目的MAC地址转换的服务器负载均衡（DR） (4) 3.2使用网络地址转换实现的服务器负载均衡（L4 SLB） (5) 3.3使用轻量代理和网络地址转换的服务器负载均衡（L4 lwProxy SLB） (7) 3.4使用全量Socket 代理的服务器负载均衡（L7 Socket Proxy SLB） (9) 3.4.1socket代理加业务会话关联保持 (9) 3.4.2根据URL类型不同的分担，静态资源访问和动态计算访问分开多种服务 器10 3.4.3SSL卸载 (10) 3.4.4链路优化：压缩、协议优化、本地cache、多路复用 (11) 3.5业务保持技术 (13) 4华为USG防火墙支持的SLB功能列表 (14)

1 背景和概述 随着互联网的快速发展，用户访问量的快速增长，使得单一的服务器性能已经无法满足大量用户的访问，企业开始通过部署多台服务器来解决性能的问题，由此就产生了服务器负载均衡的相关技术方案。 在实际的服务器负载均衡应用中，由于需要均衡的业务种类以及实际服务器部署场景的不同（比如是否跨地域、跨ISP数据中心等），存在多种负载均衡的技术。如下典型的组网方式如图所示： 服务提供方为了支撑大批量的用户访问，以及跨不同地域、不同接入ISP的用户都能够获得高质量的业务访问体验，其已经在不同地域、不同ISP数据中心搭建了服务器，这样就带来一个需求，也就是客户的访问能够就近、优先选择同一个ISP数据中心的服务器，从而获得高质量的业务访问体验。 同时，基于单台服务器能够提供的业务访问并发是有限的，那么就自然想到使用多台服务器来形成一个“集群”，对外展现出一个业务访问服务器，以满足大量用户访问、而且可以根据业务访问量的上升可以动态的进行业务能力扩容的需要。

负载均衡技术的三种实现方法

目前，网络应用正全面向纵深发展，企业上网和政府上网初见成效。随着网络技术的发展，教育信息网络和远程教学网络等也得到普及，各地都相继建起了教育信息网络，带动了网络应用的发展。 一个面向社会的网站，尤其是金融、电信、教育和零售等方面的网站，每天上网的用户不计其数，并且可能都同时并发访问同一个服务器或同一个文件，这样就很容易产生信息传输阻塞现象；加上Internet线路的质量问题，也容易引起出 现数据堵塞的现象，使得人们不得不花很长时间去访问一个站点，还可能屡次看到某个站点“服务器太忙”，或频繁遭遇系统故障。因此，如何优化信息系统的性能，以提高整个信息系统的处理能力是人们普遍关心的问题。 一、负载均衡技术的引入 信息系统的各个核心部分随着业务量的提高、访问量和数据流量的快速增长，其处理能力和计算强度也相应增大，使得单一设备根本无法承担，必须采用多台服务器协同工作，提高计算机系统的处理能力和计算强度，以满足当前业务量的需求。而如何在完成同样功能的多个网络设备之间实现合理的业务量分配，使之不会出现一台设备过忙、而其他的设备却没有充分发挥处理能力的情况。要解决这一问题，可以采用负载均衡的方法。 负载均衡有两个方面的含义：首先，把大量的并发访问或数据流量分担到多台节点设备上分别处理，减少用户等待响应的时间；其次，单个重负载的运算分担到多台节点设备上做并行处理，每个节点设备处理结束后，将结果汇总，再返回给用户，使得信息系统处理能力可以得到大幅度提高。 对一个网络的负载均衡应用，可以从网络的不同层次入手，具体情况要看对网络瓶颈所在之处的具体情况进行分析。一般来说，企业信息系统的负载均衡大体上都从传输链路聚合、采用更高层网络交换技术和设置服务器集群策略三个角度实现。 二、链路聚合——低成本的解决方案 为了支持与日俱增的高带宽应用，越来越多的PC机使用更加快速的方法连入网络。而网络中的业务量分布是不平衡的，一般表现为网络核心的业务量高，而边缘比较低，关键部门的业务量高，而普通部门低。伴随计算机处理能力的大幅度提高，人们对工作组局域网的处理能力有了更高的要求。当企业内部对高带宽应用需求不断增大时（例如Web访问、文档传输及内部网连接），局域网核心部位的数据接口将产生瓶颈问题，因此延长了客户应用请求的响应时间。并且局域网具有分散特性，网络本身并没有针对服务器的保护措施，一个无意的动作，像不小心踢掉网线的插头，就会让服务器与网络断开。 通常，解决瓶颈问题采用的对策是提高服务器链路的容量，使其满足目前的需求。例如可以由快速以太网升级到千兆以太网。对于大型网络来说，采用网络系统升级技术是一种长远的、有前景的解决方案。然而对于许多企业，当需求还没有大到非得花费大量的金钱和时间进行升级时，使用升级的解决方案就显得有些浪费

CDN的四大关键技术

CDN的四大关键技术 >返回 随着宽带网络和宽带流媒体应用的兴起，CDN（通常被称为内容分发网络Content distribution network，有时也被称作内容传递网络Contentdeliverynetwork）作为一种提高网络内容，特别是提高流媒体内容传输的服务质量、节省骨干网络带宽的技术，在国内外得到越来越广泛的应用。 CDN的关键技术主要有内容路由技术、内容分发技术、内容存储技术、内容管理技术等。 内容路由技术 CDN负载均衡系统实现CDN的内容路由功能。它的作用是将用户的请求导向整个CDN网络中的最佳节点。最佳节点的选定可以根据多种策略，例如距离最近、节点负载最轻等。负载均衡系统是整个CDN 的核心，负载均衡的准确性和效率直接决定了整个CDN的效率和性能。 通常负载均衡可以分为两个层次：全局负载均衡（GSLB）和本地负载均衡（SLB）。全局负载均衡（GSLB）主要的目的是在整个网络范围内将用户的请求定向到最近的节点（或者区域）。因此，就近性判断是全局负载均衡的主要功能。本地负载均衡一般局限于一定的区域范围内，其目标是在特定的区域范围内寻找一台最适合的节点提供服务，因此，CDN节点的健康性、负载情况、支持的媒体格式等运行状态是本地负载均衡进行决策的主要依据。 负载均衡可以通过多种方法实现，主要的方法包括DNS、应用层重定向、传输层重定向等等。 对于全局负载均衡而言，为了执行就近性判断，通常可以采用两种方式，一种是静态的配置，例如根据静态的IP地址配置表进行IP地址到CDN节点的映射。另一种方式是动态的检测，例如实时地让CDN 节点探测到目标IP的距离（可以采用RRT，Hops作为度量单位），然后比较探测结果进行负载均衡。当然，静态和动态的方式也可以综合起来使用。 对于本地负载均衡而言，为了执行有效的决策，需要实时地获取Cache设备的运行状态。获取的方法一般有两种，一种是主动探测，一种是协议交互。主动探测针对SLB设备和Cache设备没有协议交互接口的情况，通过ping等命令主动发起探测，根据返回结果分析状态。另一种是协议交互，即SLB 和Cache根据事先定义好的协议实时交换运行状态信息，以便进行负载均衡。比较而言，协议交互比探测方式要准确可靠，但是目前尚没有标准的协议，各厂家的实现一般仅是私有协议，互通比较困难。 内容分发技术 内容分发包含从内容源到CDN边缘的Cache的过程。从实现上看，有两种主流的内容分发技术：PUSH 和PULL. PUSH是一种主动分发的技术。通常，PUSH由内容管理系统发起，将内容从源或者中心媒体资源库分发到各边缘的Cache节点。分发的协议可以采用HTTP/FTP等。通过PUSH分发的内容一般是比较热点

般固ADC 技术白皮书

般固 ADC 多链路技术白皮书
般固 ADC 多链路技术白皮书
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目录
一. 概述?.......................................................................................................................................................?4 二. 需求分析?...............................................................................................................................................?4 三.?BANGGOO?ADC 技术?.............................................................................................................................. 6 3.1?BANGGOO?ADC 部署位置?..................................................................................................................... 6 3.2 方案设计?...........................................................................................................................................?7 3.3 流入（INBOUND）流量处理?.............................................................................................................. 7 3.4 流出（OUTBOUND）流量处理?........................................................................................................... 9 3.4.1 智能负载均衡 ............................................................................................................................ 9 3.4.2 就近性算法 .............................................................................................................................. 10 3.4.3 健康检查机制 .......................................................................................................................... 10 四. 产品优势?.............................................................................................................................................?11 4.1.1?DNS 透明代理?........................................................................................................................... 11 4.1.2 链路繁忙控制 .......................................................................................................................... 12 4.1.3 与流控设备完成基于应用协议选路?...................................................................................... 12 4.1.4 高性能?.....................................................................................................................................?12 4.1.5 易管理?.......................................................................................................................................?1 五. 方案优势?...............................................................................................................................................?2 5.1 丰富的均衡方式与灵活的均衡算法?............................................................................................... 3 5.2 高可用性?...........................................................................................................................................?3 5.3 安全性?...............................................................................................................................................?3 5.4 可扩展性?...........................................................................................................................................?3 5.5 更加的用户体验?............................................................................................................................... 3?
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