负载均衡解决方案设计设计
一、用户需求
本案例公司中现有数量较多的服务器群：
WEB网站服务器 4台
邮件服务器 2台
虚拟主机服务器 10台
应用服务器 2台
数据库 2台（双机+盘阵）
希望通过服务器负载均衡设备实现各服务器群的流量动态负载均衡，并互为冗余备份。并要求新系统应有一定的扩展性，如数据访问量继续增大，可再添加新的服务器加入负载均衡系统。
二、需求分析
我们对用户的需求可分如下几点分析和考虑：
1.新系统能动态分配各服务器之间的访问流量；同时能互为冗余，当其中
一台服务器发生故障时，其余服务器能即时替代工作，保证系统访问的
不中断；
2.新系统应能管理不同应用的带宽，如优先保证某些重要应用的带宽要
求，同时限定某些不必要应用的带宽，合理高效地利用现有资源；
3.新系统应能对高层应用提供安全保证，在路由器和防火墙基础上提供了
更进一步的防线；
4.新系统应具备较强的扩展性。
o容量上：如数据访问量继续增大，可再添加新的服务器加入系统；
o应用上：如当数据访问量增大到防火墙成为瓶颈时，防火墙的动态负载均衡方案，又如针对链路提出新要求时关于Internet访问
链路的动态负载均衡方案等。
三、解决方案
梭子鱼安全负载均衡方案总体设计
采用服务器负载均衡设备提供本地的服务器群负载均衡和容错，适用于处在同一个局域网上的服务器群。服务器负载均衡设备带给我们的最主要功能是：
当一台服务器配置到不同的服务器群（Farm）上，就能同时提供多个不同的应用。可以对于每个服务器群设定一个IP地址，或者利用服务器负载均衡设备的多TCP端口配置特性，配置超级服务器群（SuperFarm），统一提供各种应用服务。
如图，网络中的四台服务器向用户提供了三种典型应用，分别为web、mail和ftp服务，因此管理员通过服务器负载均衡设备建立了三个不同的服务器群（Farm），并指定参与每个服务器群的服务器。对于上述这个系统，服务器负载均衡设备的解决方案提供了三级全面冗余机制：
对于每种应用，如WEB服务，同时有四台机器提供服务，每台机器的状
态可以设为regular（正常工作）或backup（备份状态），或者同时设
定为regular状态。负载均衡设备根据管理员事先设定的负载算法和当
前网络的实际的动态的负载情况决定下一个用户的请求将被重定向到的
服务器。而这一切对于用户来说是完全透明的，用户完成了对WEB服务
的请求，并不用关心具体是哪台服务器完成的。
对于整个服务器系统，资源得到充分的利用和冗余。我们知道，一般情
况下不同应用服务的用户数目是不尽相同的，对于服务器资源的消耗也
有所不同。如果对每一种应用只采取单独的机器提供服务，不但存在单
点故障问题，同时每台服务器的利用也是不均匀的，可能存在大量的
WEB请求，使单一的WEB服务器负荷超重；而同时FTP服务器却处在
基本空闲状态。这也是一种系统资源的浪费，同时用户得到的服务也不
够快捷。在引入了服务器负载均衡设备的服务器系统中，每台机器的资
源得到了充分利用，并减少了单点故障的问题。
负载均衡设备也可以引入冗余备份机制。服务器负载均衡设备设备在网
络层次上起到类似"路由器"的作用，并利用专用的集成电路芯片（ASIC）
完成智能的负载分配的工作。它的单点故障问题可以通过在系统中引入
另外一台服务器负载均衡设备设备来完成。但是与一般意义上的冗余备
份机制不同，这时两台服务器负载均衡设备是同时处在工作状态，并互
相备份的，而不是其中一台处于闲置的Stand-By状态。服务器负载均
衡设备通过网络互相监测，一旦其中一台不能正常工作，另一台将接管
其所有的任务。
整个系统的可扩缩性也是显而易见的：
对于每一种特定服务，管理员可以根据具体的负载状况调配服务器。如
果某种服务的负载压力过大，可以考虑在系统中别的服务器上在建立一
个该服务的镜像，只要简单的在对应该服务的服务群中加入一个条目，
新加的服务器就能参与到整个服务器群的工作中来了。
系统中引入新的硬件服务器，或某台服务器需要对其硬件进行升级或配
置的时候，服务器负载均衡设备能够自动监测到这些变化。对于新加入
的服务器，设有Warm-Up的时间，逐步地分配到该台服务器的负载；
对于从系统上撤掉的服务器，可以设定一个over的时间值，能够保证在该台服务器上的对话全部结束之后，才将服务器撤下，同时继续把流量
分配到其它的服务器上，用户得到了不间断的服务。
系统中所有服务器的配置，从硬件到操作系统或应用软件都可以是异构
的，不影响服务器负载均衡设备的功能发挥。网络提供商可以灵活地进
行网络服务器的升级扩容工作。
四、为什么选择梭子鱼安全负载均衡机：
高性能：梭子鱼LB440负载均衡机提供业界至强的服务器负载均衡性
能，支持每秒100,000的新建连接，900万的并发连接。
梭子鱼负载均衡机会实时地对后台服务器进行基于应用的健康检查，
并决定在真实服务器不可用情况下服务如何处理。
采用Cookie的会话保持机制提供会话的完整性，这样可以避免在使
用源地址会话保持时，客户端如果是通过统一的代理网关进行访问而造
成负载均衡的不均匀，导致某些服务器的连接数远大于其他的服务器。
梭子鱼安全负载均衡机独特的无线连接心跳监控方式提供快速切换，
是企业各种实时关键业务系统所必需的。
强大的安全保护：梭子鱼安全负载均衡机内置集成了IPS实时安全防护
系统，可以检测并阻挡1000多种入侵攻击和DOS攻击。
Web服务器集群负载均衡技术的应用与研究
侯秀杰祝永志孔令鑫
(曲阜师范大学计算机科学学院，山东日照276826 )
摘要为了提高集群系统对用户的快速响应与整体吞吐量，必须采取一定的策略将Web访问均衡地分配到集群中的每一个服务器。基于此思想本文针对传统的单机思想给出了一种多机三层结构的负载均衡系统。实验结果表明了它在负载均衡方面的优越性。
关键词负载均衡；均衡策略；调度算法；Web服务器集群模型
1 引言
Internet的快速增长，特别是电子商务应用的发展，使Web应用成为目前最重要最广泛的应用，Web 服务器动态内容越来越流行。目前，网上信息交换量几乎呈指数增长，需要更高性能的Web服务器提供更多用户的Web服务，因此，Web服务器面临着访问量急剧增加的压力，对其处理能力和响应能力等带来更高的要求，如果Web 服务器无法满足大量Web访问服务，将无法为用户提供稳定、良好的网络应用服务。
由于客观存在的服务器物理内存、CPU 处理速度和操作系统等方面的影响因素，当大量突发的数据到达时，Web服务器无法完全及时处理所有的请求，造成应答滞后、请求丢失等，严重的导致一些数据包因延时而重发，使传输线路和服务器的负担再次增加。传统的方法是提高Web 服务器的CPU 处理速度和增加内存容量等硬件办法但无论如何增加Web 服务器硬件性能，均无法满足日益增加的对用户的访问服务能力。
面对日渐增加的Web 访问服务要求，必须对Web 服务器按一定策略进行负载分配。利用负载均衡[1]的技术，按照一定策略将Web 访问服务分配到几台服务器上，负载处理对用户透明，整体上对外如同一台Web 服务器为用户提供Web服务。
2 Web负载均衡结构
2.1 负载均衡
负载是一个抽象的概念，是表示系统繁忙程度，系统在一段时间空闲，该系统负载轻，系统在一段时间空忙，该系统负载重，影响系统负载的各种因数较多如果存在很多的数据包同时通过网络连向一台Web 服务器，也就是网络的速度比网络所连接的设备速度快的情况下，系统负载不断增加，直到最大。
目前提高Web 服务器性能，使其具有较强负载能力，主要有两种处理思想[2]：
1)单机思想
不断升级服务器硬件性能，每当负载增加，服务器随之升级。这随之将带来一些问题，首先，服务器向高档升级，花费资金较多；其次，升级频繁，机器切换造成服务中断，可能会导致整个服务中断；最后，每种架构的服务器升级总有一个极限限制。
2)多机思想
使用多台服务器提供服务，通过一定机制使它们共同分担系统负载，对单一的服务器没有太高的性能要求，系统负载增加，可以多增加服务器来分担。对用户而言，整个系统仿佛是一台单一的逻辑服务器，这样的系统能够提供较强的可扩展性和较好的吞吐性能。
为了适应当前急剧增长的Web访问，有别于传统的单机思想，解决单机思想带来的一系列问题，本文提出了一种基于权值的策略分配负载。
2.2 负载均衡实现设备[2]
目前实现负载均衡需要两类的设备：服务器和分配器。
1)服务器(Server)
为用户提供真正的服务，也就是指给用户提供负载均衡服务的计算机设备，有关该设备的一些性能数据是负载均衡的主要依据之一。
2)分配器(Dispatcher)
由用户浏览器、Web 服务器组成两层结构Web 系统[2]，如图1所示，实际是基于客户端的负载均衡。
图1
负责给用户服务分配服务器，分配器的主要功能是根据客户和服务器的各种情况(这些情况要能反映服务器的负载状况或性能状况)通过一定的算法进行调动和分配工作，从而提高由服务器整体构成的网站的稳定性、响应能力。它主要是集中所有的HTTP 请求，然后分配到多台Web服务器上处理，来提高系统的处理效率。
2.3 负载均衡系统结构
2.3.1 两层结构的负载均衡系统
在服务器上运行一个特定的程序，该程序相当一个客户端，它定期的收集服务器相关性能参数，如CPU、I/O、内存等动态信息，根据某种策略，确定提供最佳服务的服务器，将应用请求转发给它。如果采集负载信息程序发现服务器失败，则找其它服务器作为服务选择。这是一种动态负载均衡技术，但是每台服务器上必须安装特定的客户端程序，同时，为保证应用程序的透明性，需要对每个应用进行修改，能够将访问请求通过该客户端程序转发到其它服务器上，重定向方式进行，修改每一个应用程序，工作量十分大。
2.3.2 三层结构的负载均衡系统
由用户浏览器、负载均衡和Web服务器组成三层结构Web系统[2]，如图2所示。实际是基于服务器的负载均衡。
图2
如果将基于客户端的负载均衡中客户端的负载均衡部分移植到一个中间平台，形成一个应用服务器，构成请求、负载均衡和服务器的三层结构，客户端应用不需要做特殊修改，透明的中间层将请求均衡的分布到不同的服务器。
据服务器直接连到Internet 与否有两种多Web 服务器结构：隔离式(Separation) 和非隔离式(Unseparation)。隔离式是服务器不直接连到Internet，如图3所示，非隔离式是服务器直接连到Internet，如图4所示。
图3
图4
隔离式中只有负载均衡器对外有一个IP 地址，所有的请求由负载均衡器分配到不同的Web Server，所有Web Server 的返回结果也经过负载均衡器传回给用户。非隔离式中每一台Web Server 都有一个IP 地址，用户请求经过负载均衡器分配到Web Server，而请求的应答不经过负载均衡器，直接传回用户。为了减轻均衡器的负载，本文中采用了三层结构中的隔离方式。
2.4 负载均衡实现的方法
Web 负载均衡常见算法有[3]：循环调度算法(Round-Robin Scheduling)、加权循环调度算法(Weighted Round-Robin Scheduling) 、最小连接调度算法(Least-Connection Scheduling)、目标地址散列调度算法(Destination Hashing Scheduling)、源地址散列调度算法(Source Hashing Scheduling)。
本文采用基于权值的调度算法，也就是说权值大的服务器优先得到调度，本文在实现时是基于静态的权值，就是在开始的时候给每一个服务器配置一个默认的权值。当然也可以根据实际运行情况再对每一个服务器的权值进行调整。但是这需要实时的搜集每一个服务器的信息，如服务器的内存实用情况，响应速度等一些信息。
3 Web服务器集群环境配置与测试[4][6][9]
3.1 搭建环境
3.1.1 软硬件环境的搭建
(1)服务器有4台，一台安装apache，三台安装tomcat。
(2)服务器的操作系统都是Windows XP。
(3)其中安装apache的服务器充当负载均衡器，其它三台是给用户真正服务的服务器。
(4)IP配置，一台安装apache的IP为219.218.22.130，三台安装tomcat的服务器IP分别为219.218.22.131/132/133。
3.1.2 软件的安装与配置
1)安装tomcat的服务器的配置
(1)在三台安装tomcat的服务器上安装jdk。
(2)配置jdk的安装路径，在环境变量path中加入jdk的bin路径，新建环境变量JAVA_HOME指向jdk的安装路径。
(3)在三台要安装tomcat的服务器上分别安装tomcat，调试三个tomcat到能够正常启动。
(4)tomcat的默认WEB服务端口是8080，默认的模式是单独服务，我配置的三个tomcat的Web服务端口修改为7080/8888/9999。
修改位置为tomcat的安装目录下的conf/server.xml在文件中找到下面的语句：
2)负载均衡服务器配置1
(1)在那台要安装apache的服务器上安装apache，我的安装路径为默认C：\Program Files\Apache Group\Apache2。
(2)安装后测试apache能否正常启动，调试到能够正常启动http：//219.218.22.130。
(3)下载jk2.0.4后解压缩文件。
(4)将解压缩后的目录中的modules目录中的mod_jk2.so文件复制到apache的安装目录下的modules目录中。
(5)修改apache的安装目录中的conf目录的配置文件httpd.conf，在文件中LoadModule模块配置信息的最后加上一句LoadModule jk2_modules/mod_jk2.so。
(6)分别修改三个tomcat的配置文件conf/server.xml在文件中找到下面的语句
3)均衡服务器的配置2
在apache的安装目录中的conf目录下创建文件workers2.propertie，写入文件内容如下：
#fine the communication channel
[channel.socket：219.218.22.130：8009]
Info=Ajp13 forwarding over socket
#配置第一个服务器
tomcatId=tomcat1 #要和tomcat的配置文件server.xml中的jvmRoute="tomcat1"名称一致debug=0 lb_factor=1#负载平衡因子，数字越大请求被分配的几率越高。类似地再配置其它的服务器。最后加上这样的句子info=Status worker，displays runtime information [uri：/jkstatus.jsp]
info=Display status information and checks the c onfig file for changes. Group =status：[uri：/*] info=Map the whole Webapp debug=0
4)安装tomcat的服务器配置2
在三个tomcat的安装目录中的webapps建立相同的应用，我和应用目录名为GroupTest，在三个应用目录中建立相同WEB-INF目录和页面index.jsp，index.jsp的页面的主要内容是打印出为客户服务的服务器的IP地址和端口号，当然还有其它一些内容，最主要的是这些内容，这样当我们在测试的时候也方便地知道为其提供服务的服务到底是哪一个服务器，这个信息是非常重要的，这样我们能看出当大量用户访问的时候我们能知道负载分配的情况。
5)集群配置
分别修改三个tomcat的配置文件conf/server.xml找到以下面语句开始的地方：
将最上，最下面的一行都改为就可以了。
然后再在Conf目录下建立jk2.properties文件，写入下面一行，其中端口为相应的channelSocket.port=8009
6)集群应用配置
对于要进行负载和集群的tomcat目录下的webapps中的应用中的WEB-INF中的web.xml文件要添加如下一句配置 able/>到此为止配置完成剩下的就是测试 3.2 环境的测试 (1)首选分别测试每个tomcat的启动是否正常。 http：//219.218.22.131：7080 http：//219.218.22.132：8888 http：//219.218.22.133：9999 (2)其次测试一下负载均衡服务器http：//219.218.22.130/jkstatus.jsp 再访问一下http：//219.218.22. 130/GroupTest/index.jsp以上测试成功，这说明负载均衡配置已经成功。 3.3 集群系统负载均衡测试 利用多个客户端访问页面index.jsp[5][7][8]，能够在客户端的浏览器中看到为其提供服务的服务器的IP 地址和端口，以及其它一些信息。这说明，在并发请求的情况下，集群能够将请求进行分发，达到了负载 3.4 集群系统负载均衡测试分析 由上面的表格可知，当增加客户端的访问数量的时候我们可以发现设置权值在的服务器处理的请求个数多，这说明这个负载均衡系统达到了我们的预定目标，这样的系统也适用于集群中的服务器处理能力不一致的情况。此系统具有良好的适应能力，非常好地解决了在单机思想下无法解决的系统瓶颈问题。 3.5 本系统的不足之处 本系统在除了有单机思想不能比拟的优点之处，也有自己的不足之处，比如本系统不能根据每个服务器的实际运行情况动态地调整集群中的每一个服务器权值，因此当有大量的用户同时访问时并不能真正的做到绝对的负载均衡，只能相对比较均匀地将负载分配到集群中的每一个服务器中去。所以本系统也有待于进一步优化，比如实时地搜集每一服务器的信息，做到动态地调整每一个服务器的权值，有关系统的进一步优化问题，将做进一步的研究。 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。 （初稿）Radware负载均衡设备 主要参数配置说明 2007年10月 radware北京代表处 目录 一、基本配置 (3) 1.1 Tuning配置 (3) 1.2 802.1q配置 (4) 1.2 IP配置 (6) 1.3 路由配置 (7) 二、四层配置 (8) 2.1 farm 配置 (8) 2.2 servers配置 (10) 2.3 Client NAT配置 (11) 2.4 Layer 4 Policy配置 (16) 三、对服务器健康检查 (18) 3.1 基于连接的健康检查 (19) 3.2 高级健康检查 (21) 四、常用系统命令 (25) 一、基本配置 Radware负载均衡设备的配置主要包括基本配置、四层配置和对服务器健康检查配置。注：本文档内容，用红色标注的字体请关注。 1.1 Tuning配置 Rradware设备tuning table的值是设备工作的环境变量，在做完简单初始化后建议调整tuning值的大小。调整完tuning table后，强烈建议，一定要做memory check，系统提示没有内存溢出，才能重新启动设备，如果系统提示内存溢出，说明某些表的空间调大了，需要把相应的表调小，然后，在做memory check，直到没有内存溢出提示后，重启设备，使配置生效。 点击service->tuning->device 配置相应的环境参数， 在做一般的配置时主要调整的参数如下：Bridge Forwarding Table、IP Forwarding Table、ARP Forwarding Table、Client Table等。 Client NAT Addresses 如果需要很多网段做Client NAT，则把Client NAT Addresses 表的值调大。一般情况下调整到5。 Request table 如果需要做基于7层的负载均衡，则把Request table 的值调大，建议调整到10000。 1.2 80 2.1q配置 主要用于打VLAN Tag Device->Vlan Tagging 负载均衡解决方案 公司：XX 日期：XX年XX月XX日 目录 1. 负载均衡概述 (3) 2. 项目现状 (3) 3. 项目需求分析 (4) 4. 项目解决方案 (4) 5. 负载均衡结构介绍 (7) 5.1. 负载均衡 (7) 5.2. 负载均衡实现设备[2] (8) 5.3. 负载均衡系统结构 (9) 5.3.1. 两层结构的负载均衡系统 (9) 5.3.2. 三层结构的负载均衡系统 (9) 5.4. 负载均衡实现的方法 (11) 6. Web服务器集群环境配置与测试 (11) 6.1. 搭建环境 (11) 6.1.1. 软硬件环境的搭建 (11) 6.1.2. 软件的安装与配置 (11) 6.2. 环境的测试 (13) 6.3. 集群系统负载均衡测试 (13) 6.4. 集群系统负载均衡测试分析 (13) 6.5. 本系统的不足之处 (14) 1.负载均衡概述 为了提高集群系统对用户的快速响应与整体吞吐量，必须采取一定的策略将Web访问均衡地分配到集群中的每一个服务器。基于此思想本文针对传统的单机思想给出了一种多机三层结构的负载均衡系统。实验结果表明了它在负载均衡方面的优越性。 Internet的快速增长，特别是电子商务应用的发展，使Web应用成为目前最重要最广泛的应用，Web服务器动态内容越来越流行。目前，网上信息交换量几乎呈指数增长，需要更高性能的Web服务器提供更多用户的Web服务，因此，Web服务器面临着访问量急剧增加的压力，对其处理能力和响应能力等带来更高的要求，如果Web 服务器无法满足大量Web访问服务，将无法为用户提供稳定、良好的网络应用服务。 由于客观存在的服务器物理内存、CPU 处理速度和操作系统等方面的影响因素，当大量突发的数据到达时，Web服务器无法完全及时处理所有的请求，造成应答滞后、请求丢失等，严重的导致一些数据包因延时而重发，使传输线路和服务器的负担再次增加。传统的方法是提高Web 服务器的CPU 处理速度和增加内存容量等硬件办法但无论如何增加Web 服务器硬件性能，均无法满足日益增加的对用户的访问服务能力。 面对日渐增加的Web 访问服务要求，必须对Web 服务器按一定策略进行负载分配。利用负载均衡[1]的技术，按照一定策略将Web 访问服务分配到几台服务器上，负载处理对用户透明，整体上对外如同一台Web 服务器为用户提供Web服务。 2.项目现状 本案例公司中现有数量较多的服务器群： ?WEB网站服务器 4台 服务器负载均衡的设计与实现 在该架构中OpenFlow控制器可以获取每个服务器的运行状态，并根据运行状态分发用户请求，最大程度地利用每台服务器的计算资源，并且可以在系统运行期间动态地添加或删除服务器，使系统具备很高的灵活性。 1、动态负载均衡架构的整体设计 负载均衡架构是在一个非结构化的网络中使用集中式的控制器实现多台服务器共同对外提供服务。OpenFlow网络中的所有交换机都连接在一个控制器上，每台服务器有两块网卡，一块网卡连接到OpenFlow网络对用户提供网络服务，另一块通过以太网交换机和控制器相连，以便控制器通过SNMP协议获取服务器的运行状态，具体架构如图所示。 在上述负载均衡架构中控制器是网络的核心，其主要功能有四个，分别为： 保证网络正常的通信、获取服务器的运行状态、通过负载均衡算法计算服务器的综合负载、向交换机下发流表项以转发用户请求；控制器的模块设计如图所示。 本文阐述的负载均衡架构可以工作在任意openflow网络中，而不是专门为某个服务器 所设计的负载均衡，控制器的首要任务就是保证网络可以提供正常的数据转发服务，为了保证网络既可以为其他服务提供基础支持又保证负载均衡能够正常工作，在控制器的转发控制中有两个模块，第一个模块负责负载均衡服务，第二个模块负责网络的基本通信。当一个数据包到达Openflow交换机后，如果交换机找不到可以匹配的流表项，就会向控制发送packet-in消息，控制器收到packet-in消息之后首先交给负载均衡模块，由负载均衡模块处理该消息，如果该数据包的目的IP 不是负载均衡所负责的网络服务，如果该数据包的目的IP不是负载均衡所负责的网络服务，负载均衡模块就不会做任何处理而是直接packet-in 消息传递给网络通信模块，以保证其它业务正常通信。如果该数据包的目的IP是负载均衡所负责的网络服务，负载均衡模块就向交换机下发流表项让交换机完成负载均衡服务。 为了有效地利用计算资源，控制器还需要根据服务器的运行状态转发用户请求，因此控制器还要完成这方面的工作。在此架构中每台服务器都有一块通过以太网交换机和控制器相连的网卡，控制器通过以太网交换机和服务器通信，利用SNMP协议获取服务器的运行状态。在此架构中就算没有和服务器相连的网卡，控制器也可以通过Openflow网络和服务器通信，本文之所以没有这么做是因为控制器直接和连接在openflow网络中的服务器通信需要交换机把所有服务器所发送的消息封装成packet-in消息发送给交换机，控制器也必须通过向交换机发送packet-out消息才能把数据发送给服务器，这样做会给交换机和控制器同时带来很大的压力。 因为服务器的运行状态必须由多条信息才能描述清楚，所以就算得到服务器的运行状态之后，也无法根据多条信息判断哪台服务器的负载最低。因此本文在控制器中运行了一个负载均衡算法，控制器会把服务的运行状态作为负载均衡算法的参数代入到服务器综合负载的运算中，计算出服务器的综合负载，并根据综合负载得到负载最小的服务器。 负载均衡的核心内容就是让交换机分发用户的请求，用户请求的第一个数据包到达交换级之后，交换机会通过packet-in消息把数据包发送给控制器，控制器中的负载均衡模块会通过SNMP协议获取所有服务器的运行状态，并根据运行状态计算服务器的综合负载，之后把用户的请求转发给综合负载最小的服务器。 2、动态负载均衡架构的设计与实现 负载均衡常用的算法有随机、轮训和最小连接数，原因是这三种算法很容易用硬件实现，这三种算法中最小连接数算法的效果是最理想的，但是如果集群中的服务器在CPU、内存、网络带宽上的配置不相同，这三个算法都不能充分地发挥服务器集群的计算能力。在openflow网络中，网络的控制层由软件制定，负载均衡算法也可以集成在控制器中，使用软件完成，这样可以更准确地评估服务器的负载情况。本文阐述的负载均衡方案中就设计了一个负载均衡算法，根据服务器的运行状态计算服务器的综合负载，并返回综合负载最小的服务器。该算法可以在服务器性能差距较大的集群中充分发挥每一台服务器的计算能力，算法的具体实现过程如下： 1）动态反馈当前服务器负载量 主要收集每台服务器CPU和内存的使用率，这些信息并不能直接表示一台服务器的负载情况，所以使用公式1把CPU和内存信息转换为服务器的负载量，其中LC为第i台服务器CPU的使用率，LM为第i台内存的使用率，r1和r2为权值，用于强调该服务类型对各个部分的不同影响程度，r1+r2=1,LS为计算得出的第i台服务器负载量 LS=r1LC+r2*LM 2）服务器处理能力计算； 集群中服务器的性能也可能不同，在计算服务器负载的时候还要考虑服务器的处理能力，第i台服务器的处理能力使用C(i)表示，C的计算方法如公式所示，其中P为第i台服务器CPU的个数，M为第i台服务器内存的大小，r1和r2为权值，r1+r2=1。 网御应用交付控制系统快速安装指南 北京网御星云信息技术有限公司 网御应用交付控制系统－快速安装指南 网御应用交付控制系统 快速安装指南 手册版本V1.0 产品版本V2.0 资料状态发行 版权声明 网御星云公司版权所有，并保留对本手册及本声明的最终解释权和修改权。 本手册的版权归网御星云公司所有。未得到网御星云公司书面许可，任何人不得以任何方式或形式对本手册内的任何部分进行复制、摘录、备份、修改、传播、翻译成其他语言、将其部分或全部用于商业用途。 免责声明 本手册依据现有信息制作，其内容如有更改，恕不另行通知。网御星云公司在编写该手册的时候已尽最大努力保证其内容准确可靠，但网御星云公司不对本手册中的遗漏、不准确或错误导致的损失和损害承担责任。 副本发布声明 网御星云公司的应用交付控制产品正常运行时，包含2款GPL协议的软件（linux、zebra）。网御星云公司愿意将GPL软件提供给已经购买产品的且愿意遵守GPL协议的客户，请需要GPL软件的客户提供（1）已经购买产品的序列号，（2）有效送达GPL软件地址和联系人，包括但不限于姓名、公司、电话、电子邮箱、地址、邮编等。 快速安装指南 (1) 第1章硬件安装 (2) 1.1安装前准备工作 (2) 1.1.1 安装环境要求： (2) 1.1.2 安装工具准备 (2) 1.2设备面板标识说明 (2) 1.3设备安装 (3) 1.3.1设备接口卡的安装 (3) 1.3.2将设备安装到机柜 (4) 第2章快速配置 (5) 2.1设备默认配置 (5) 2.1.1管理口的默认配置 (5) 2.1.2默认管理员用户 (5) 2.2 Web快速配置 (5) 2.2.1登录设备 (5) 2.2.2配置VLAN (6) 2.2.3配置IP地址 (7) 2.2.4配置服务器负载均衡 (8) 2.2.5配置链路负载均衡 (11) 第3章软件升级 (16) 3.1通过Web升级 (16) 全局负载均衡解决方案 1 需求分析 无论用户的数据中心内部采用多么完善的冗余机制、安全防范工具以及先进的负载均衡技术，单个数据中心的运行方式仍然不能保证关键业务可以7*24不间断运行。 而为了满足处于全球范围内不同地点的用户在访问应用时可以具备相同的快速访问感受，单一的数据中心却完法实现。 基于以上两个最主要的原因，用户通过在不同物理位置构建多个数据中心的方式已经成为用户的必然选择。然而，在构建了多个数据中心后，如何通过有效手段实现多个数据中心间的协调工作，引导用户访问最优的站点，或者当某个站点出现灾难性故障后使用户仍然可以访问其他站点上的关键业务等问题成为用户最关注的问题。 2 Radware 全局负载均衡解决方案 Radware 的全局负载均衡解决方案能够帮助客户通过将相同服务内容布署在处于不同物理地点的多个数据中心中得到更高的可用性、性能、以及更加经济和无懈可击的安全性，以便在全球范围内的客户获得更快的响应时间。 Radware的全局负载均衡解决方案支持Radware 下一代APSolute OS 软件体系结构的全部功能，彻底解决了网络可用性、性能和安全问题，使得应用在多个数据中心中获得更高的灵敏并具有自适应性。配合Radware 的高速度、高容量ASIC芯片+NP处理器的专用硬件应用交换设备，可有效保障网络应用的高可用性、提升网络性能，加强安全性，全面提升IT服务器等网络基础设施的升值潜力。 结合Radware多年来在智能应用流量管理领域的经验，以及对用户实际需求的分析，我们认为负载均衡器应具备如下功能： ?能够通过唯一的IP地址或域名的方式作为所有提供相同服务的数据中心的逻辑入口点。 ?全局负载均衡交换机具有灵活的流量分配算法与机制，以确保用户总能访问可以为其提供最优服务的数据中心的内容。 ?通过部署高性能的负载均衡产品，能够及时发现各数据中心或数据中心内部的服务器的健康状况，当某个数据中心出现故障时，保证把后续用户的访问导向到正常运行的数据中心上。 ?针对基于会话的业务，可以提供多种会话保持机制，确保用户在处理业务时的连续性。避免将用户的相同会话的业务请求，分配到不同的数据中心而造成访问失败。 ?应具备安全过虑及防DOS/DDOS的功能，为服务器提供多一层安全保障 ?具有很好的升级与可扩展性，能够适应特定的和不断变化的业务需求。 2.1 方案拓扑图 2.2 AppDirector-Global实现全局及本地负载均衡 在全局及本地负载均衡方面，AppDirector-Global主要在网络中实现以下功能： 2.2.1 全局负载均衡策略 Radware支持多种全局负载均衡策略，能够通过唯一的IP地址或域名的方式作为所有提供相同服务的数据中心的逻辑入口点。根据用户的实际情况，可以选择其中以下的一种，也可以组合同时使用。 软路由实现双WAN口带宽叠加 一、硬件条件 1、要实现双W AN并能实现带宽的叠加，那自然要有两个宽带了，这是必须的，至于怎么弄两个宽带，那我就不多说了，自己想办法去。 2、要有两个网卡，不必太在意是无线网卡还是有线网卡，在我的“晒晒俺的双wan”一贴中有同学提出海蜘蛛（一个软路由软件）是否支持无线网卡，在这里我可以很负责任的告诉你在VMware Workstation虚拟机上是支持的，因为我用的就是一块INTEL 3945 无线网卡。 3、下载必要的软件，我这里就不写下载地址了，在网上连必要的软件都淘不来的，那也没必要再往下看了（没有贬低什么人的意思）。 二、言归正传 在windows系统上运行VMware Workstation虚拟机软件。而且基于虚拟机的话，电脑还可以在windows系统下正常做事情，并不像一些方案专门要独占一台电脑来做路由。还有一个好处就是可以相对比较方便的添加更多的物理网卡，叠加更多的线路带宽。无线网卡就不必多说了，像萨基姆760N这种性能不错的USB网卡仅30元左右。有线网卡的话，PCI或PCI-E等等的网卡由于插槽数有限，插不了很多。如果用多口的网卡价格又贵上很多。怎么办？我们可以用USB网卡，USB2.0的百兆网卡仅20元左右，配合USB HUB或者Card Bus 转USB卡之类的，可以拓展出很多个USB口，网卡可以轻易增加很多个。然后用虚拟机桥接给虚拟网卡即可。 1、先下载软件： 虚拟机请使用V6.0以上版本，V5版本会出现海蜘蛛安装时不识别虚拟硬盘的情况。另外绿色版的VMware有可能会出现错误，譬如海蜘蛛FAQ中推荐的20MB绿盟版，添加虚拟网卡报错。 2，安装虚拟机： 负载调度算法 负载均衡（Load Balance），又称为负载分担，就是将负载（工作任务）进行平衡、分摊到多个操作单元上进行执行，例如Web服务器、FTP服务器、企业关键应用服务器和其它关键任务服务器等，从而共同完成工作任务。负载均衡建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价又有效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。 在调度器的实现技术中，IP负载均衡技术是效率最高的。在已有的IP负载均衡技术中有通过网络地址转换（Network Address Translation）将一组服务器构成一个高性能的、高可用的虚拟服务器，称之为VS/NAT技术。在分析VS/NAT 的缺点和网络服务的非对称性的基础上，提出通过IP隧道实现虚拟服务器的方法VS/TUN，和通过直接路由实现虚拟服务器的方法VS/DR，它们可以极大地提高系统的伸缩性。 在内核中的连接调度算法上，IPVS实现了以下几种调度算法： 1 轮叫调度 1.1 轮叫调度含义 轮叫调度（Round Robin Scheduling）算法就是以轮叫的方式依次将请求调度不同的服务器，即每次调度执行i = (i + 1) mod n，并选出第i台服务器。算法的优点是其简洁性，它无需记录当前所有连接的状态，所以它是一种无状态调度。 轮叫是基站为终端分配带宽的一种处理流程，这种分配可以是针对单个终端或是一组终端的。为单个终端和一组终端连接分配带宽，实际上是定义带宽请求竞争机制，这种分配不是使用一个单独的消息，而是上行链路映射消息中包含的一系列分配机制。 1.2 轮叫调度算法流程 轮询调度算法的原理是每一次把来自用户的请求轮流分配给内部中的服务器，从1开始，直到N（内部服务器个数），然后重新开始循环。在系统实现时，我们引入了一个额外条件，即当服务器的权值为零时，表示该服务器不可用而不被调度。这样做的目的是将服务器切出服务（如屏蔽服务器故障和系统维护），同时与其他加权算法保持一致。所以，算法要作相应的改动，它的算法流程如下：假设有一组服务器S = {S0, S1, …, Sn-1}，一个指示变量i表示上一次选择的服务器，W(Si)表示服务器Si的权值。变量i被初始化为n-1，其中n > 0。 j = i; do { j = (j + 1) mod n; 双节点数据库负载均衡解决方案 问题的提出？ 在SQL Server数据库平台上，企业的数据库系统存在的形式主要有单机模式和集群模式（为了保证数据库的可用性或实现备份）如：失败转移集群（MSCS）、镜像（Mirror）、第三方的高可用（HA）集群或备份软件等。伴随着企业的发展，企业的数据量和访问量也会迅猛增加，此时数据库就会面临很大的负载和压力，意味着数据库会成为整个信息系统的瓶颈。这些“集群”技术能解决这类问题吗？SQL Server数据库上传统的集群技术 Microsoft Cluster Server(MSCS) 相对于单点来说Microsoft Cluster Server(MSCS)是一个可以提升可用性的技术，属于高可用集群，Microsoft称之为失败转移集群。 MSCS 从硬件连接上看，很像Oracle的RAC，两个节点，通过网络连接，共享磁盘；事实上SQL Server 数据库只运行在一个节点上，当出现故障时，另一个节点只是作为这个节点的备份； 因为始终只有一个节点在运行，在性能上也得不到提升,系统也就不具备扩展的能力。当现有的服务器不能满足应用的负载时只能更换更高配置的服务器。 Mirror 镜像是SQL Server 2005中的一个主要特点，目的是为了提高可用性，和MSCS相比，用户实现数据库的高可用更容易了，不需要共享磁盘柜，也不受地域的限制。共设了三个服务器，第一是工作数据库（Principal Datebase），第二个是镜像数据库（Mirror），第三个是监视服务器（Witness Server，在可用性方面有了一些保证，但仍然是单服务器工作；在扩展和性能的提升上依旧没有什么帮助。 应用交换技术的负载均衡算法 应用交换技术里主要包括四项关键的技术： ●截获和检查流量 ●服务器监控健康检查 ●负载均衡算法 ●会话保持 截获和检查流量保证只有合适的数据包才能通过； 服务器监控和健康检查随时了解服务器群的可用性状态； 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； 会话的保持以实现与应用系统完美结合； F5在应用交换技术中的优势： A、截获和检查流量 –BIG-IP 有最强的数据包截获和检查引擎去检查任何数据流量包中的任何部分，可以检测16384bytes包的深度，理论上可以检测 64Kbytes的包长度 –这使得BIG-IP 明显有别于其他的厂商的产品 B、用于定制控制的iRules工具 –可用来定义如何根据报头和/或TCP有效负载信息来引导、保存和过滤流量。 –iRules增强了企业或服务提供商定根据业务需求定制应用流量的能力。 –通用检查引擎和iRules分别是应用智能和业务决策来进行应用流量管理的方法和工具。 C、服务器监控和健康检查 –服务器(Node)-Ping(ICMP) –服务(Port)-Connect –扩展的应用验证(EA V) –扩展的内容验证(ECV) –针对VOD服务器的专用健康检查机制 –针对节点的检查频率和超时频度,e.g.10seconds响应,e.g.5seconds D、负载均衡和应用交换功能 –Global Load Balancer提供17种负载均衡算法 –F5提供最优质的负载均衡和应用交换功能 静态算法 动态算法 智能算法 I –control UIE + Irules –Local Load Balancer提供12种负载均衡算法 E、持续功能 –连续性与负载平衡是相互对立的，但它对于负载平衡又是必不可少的! –简单的连续性—基于源地址 –HTTP Cookie 连续性 –SSL Session ID 连续性 –目的地址的亲合作用--caches –standby BIG-IP实现对连续性记录的镜像 –智能与第七层的内容交换组合 F5做为应用交换领域的领导厂商，一直保持着技术上的领先地位，F5已经有40多项技术申请了专利，其它的竞争合作伙伴都在购买F5的这些专利技术。接下来我们讨论一下负载均衡算法。 F5配置手册 2016年12月 目录 1. 设备登录 (3) 1.1图形化界面 (3) 1.2命令行界面 (3) 2. 基础网络配置 (3) 2.1创建vlan (3) 2.2创建self ip (4) 2.3创建静态路由 (4) 3. 应用负载配置 (6) 3.1 pool配置 (6) 3.2 Virtual Server配置 (7) 4. 双机 (8) 4.1双机同步配置 (8) 4.2主备机状态切换 (9) 1.设备登录 1.1图形化界面 通过网络形式访问F5任一接口地址，或pc机直连F5的MGMT带外管理口，打开浏览器，输入https://192.168.1.245（MGMT地址在设备液晶面板查看）将进入F5的图形管理界面。该界面适合进行设备的基础以及高级调试，是管理员常用的管理界面。 默认用户名/密码：admin/admin 现密码已更改，并交由管理员妥善保管。 1.2命令行界面 通过DB9console线直连F5的console口，或通过securecrt等工具以SSH2的形式访问F5任一接口地址，将进入命令行模式。该界面适合进行底层操作系统的调试以及排错。 默认用户名/密码：root/default 现密码已更改，并交由管理员妥善保管。 2.基础网络配置 2.1创建vlan 进入“Network”-“VLANs”选项，点击“create”创建新vlan，如下图： 2.2创建self ip 进入“Network”-“self ips”进行F5设备的地址配置，点击“create”新建地址，如下图： 填写相应地址和掩码，在vlan处下拉选择之前创建好的vlan，将该地址与vlan绑定，即ip地址与接口做成了对应关系。在双机部署下，浮动地址的创建需要选择Traffice Group 中的traffice-group-1(floating ip) 点击“Finish”完成创建。 2.3创建静态路由 F5的静态路由分缺省路由和一般路由两种。任何情况下，F5部署上线都需要设置缺省路由。 缺省路由创建 首先进入“Local Traffic”-“pools”，为缺省路由创建下一条地址，点击“create”，如下图： 一、用户需求 本案例公司中现有数量较多的服务器群： WEB网站服务器 4台 邮件服务器 2台 虚拟主机服务器 10台 应用服务器 2台 数据库 2台（双机+盘阵） 希望通过服务器负载均衡设备实现各服务器群的流量动态负载均衡，并互为冗余备份。并要求新系统应有一定的扩展性，如数据访问量继续增大，可再添加新的服务器加入负载均衡系统。 二、需求分析 我们对用户的需求可分如下几点分析和考虑： 1.新系统能动态分配各服务器之间的访问流量；同时能互为冗余，当其中 一台服务器发生故障时，其余服务器能即时替代工作，保证系统访问的 不中断； 2.新系统应能管理不同应用的带宽，如优先保证某些重要应用的带宽要 求，同时限定某些不必要应用的带宽，合理高效地利用现有资源； 3.新系统应能对高层应用提供安全保证，在路由器和防火墙基础上提供了 更进一步的防线； 4.新系统应具备较强的扩展性。 o容量上：如数据访问量继续增大，可再添加新的服务器加入系统； o应用上：如当数据访问量增大到防火墙成为瓶颈时，防火墙的动态负载均衡方案，又如针对链路提出新要求时关于Internet访问 链路的动态负载均衡方案等。 三、解决方案 梭子鱼安全负载均衡方案总体设计 采用服务器负载均衡设备提供本地的服务器群负载均衡和容错，适用于处在同一个局域网上的服务器群。服务器负载均衡设备带给我们的最主要功能是： 当一台服务器配置到不同的服务器群（Farm）上，就能同时提供多个不同的应用。可以对于每个服务器群设定一个IP地址，或者利用服务器负载均衡设备的多TCP端口配置特性，配置超级服务器群（SuperFarm），统一提供各种应用服务。 双网接入的种类与设置方法 一、双IP双线路实现方式 双IP双线路实现方式是指在一台服务器上安装2块网卡，分别配置电信、网通不同的IP地址，这样一台服务器上就有了两个IP地址，在服务器上配置路由表，实现服务器访问电信和网通各自不同的IP的时候，分别走不同的通道。另一方面，用户通过唯一的域名来访问服务器，而域名解析的时候，通过实施对不同的IP地址请求返回不同的服务器IP的方法来实现，网通用户请求域名时返回网通的IP，电信用户请求域名时返回电信的IP，这也就是所谓的智能dns解析。双IP双线路在一定程度上提高了网通与电信用户访问网站的速度，但缺点是由于服务器接入的是双网卡必须在服务器上进行路由表设置，这给普通用户增加了维护难度，并且所有的数据包都需要在服务器上进行路由判断然后再发往不同的网卡，当访问量较大时服务器资源占用很大。此方案是最简单的双线解决方案，一般限于规模较小的IDC提供商使用。 二、单IP双线路 普通的单IP双线路是指在服务器上设置一个IP，此IP是网通IP或是电信IP，通过路由设备设置数据包是通过是电信网络或是网通网络发出来实现的双线技术。此方案也可以提高网通用户与电信用户的访问速度，解决了双IP双线需要在服务器上设置路由的问题，但由于IP地址采用的是网通或电信的IP，访问用户在发送请求数据包时不会自动判别最好的路由。所以这种解决方案只能说是半双线的技术方案、是一种过渡形式的解决方案。此方案一般为单线IDC 服务商往双线IDC服务商转型期所采用的临时方案。 三、 CDN方式实现双线路 CDN（Content Delivery Network）互联网内容分发网络,就是多服务器分网托管加智能域名DNS，即服务器是CDN 服务商提供，放在不同网络节点上，通过缓冲程序自动抓取用户源服务器的数据，然后缓存在不同网段节点的服务器上。再配合智能DNS服务器的分网解析功能，实现不同网络用户都能访问到离自己最近网段上的网站，从而避免因为网络问题而影响网站访问速度的目的。现绝大部份CDN技术在处理静态网站上比较成熟，对交互性很强如全动态页面的网站还不是很成熟。目前CDN方案主要作为一种辅助的解决方案需要配合其它的双线方案才能达到最好的效果。 四、用BGP协议实现的单IP双线路 BGP（边界网关协议）协议主要用于互联网AS（自治系统）之间的互联，BGP的最主要功能在于控制路由的传播和选择最好的路由。中国网通与中国电信都具有AS号（自治系统号），全国各大网络运营商多数都是通过BGP协议与自身的AS号来互联的。使用此方案来实现双线路需要在CNNIC（中国互联网信息中心）申请IDC自己的IP地址段和AS 号，然后通过BGP协议将此段IP地址广播到网通、电信等其它的网络运营商，使用BGP协议互联后网通与电信的所有骨干路由设备将会判断到IDC机房IP段的最佳路由，以保证网通、电信用户的高速访问。使用此方案具体以下优点：1．服务器只需要设置一个IP地址，最佳访问路由是由网络上的骨干路由器根据路由跳数与其它技术指标来确定的，不会对占用服务器的任何系统资源。服务器的上行路由与下行路由都能选择最优的路径，所以能真正实现高速的单IP双线访问。 2．由于BGP协议本身具有冗余备份、消除环路的特点，所以当IDC服务商有多条BGP互联线路时可以实现路由的相互备份，在一条线路出现故障时路由会自动切换到其它线路。 3．使用BGP协议还可以使网络具有很强的扩展性可以将IDC网络与其他运营商互联，轻松实现单IP多线路，做到所有互联运营商的用户访问都很快。这个是双IP双线无法比拟的。 五、单机双线路接入 和第一种方案差不多，区别是: 第一种方案访问网通的ip时走网通线路，访问电信时走电信线路，可以理解为ip 分工处理；本方案是将两个宽带提供的流量相加，它可以是两个网通线路、两个电信线路、网通+电信。可以理解为流量合并处理 外网F5配置步骤： 一、登录到F5 BIG-IP管理界面： 1、初次使用： ①、打开F5 BIG-IP电源，用一根网线（直连线和交叉线均可）连接F5 BIG-IP的3.1管理网口和笔记本电脑的网口，将笔记本电脑的IP地址配置为“192.168.1.*”，子网掩码配置为“255.255.255.0”。 ②、用浏览器访问F5 BIG-IP的出厂默认管理IP地址https://192.168.1.245或https://192.168.245.245 ③、输入出厂默认用户名：admin，密码：admin ④、点击Activate进入F5 BIG-IP License申请与激活页面，激活License。 ⑤、修改默认管理密码。 2、以后登录： 通过F5 BIG-IP的自身外网IP登录。 ①、假设设置的F5自身外网IP为61.1.1.2，就可以通过https://61.1.1.2/登录。 ②、还可以通过SSH登录，用户名为root，密码跟Web管理的密码相同。 二、创建两个VLAN：internal和external，分别表示内网和外网。 1、创建VLAN：internal（内网） 在“Network→VLANs”页面点击“create”按钮： ①、Name栏填写：internal（填一个英文名称） ②、Tag栏填写：4093（填一个数字） ③、Interfaces栏：将Available列的“1.1”拉到Untagged列。1.1表示F5 BIG-IP的第一块网卡。 2、创建VLAN：external（外网） 在“Network→VLANs”页面点击“create”按钮创建VLAN： ①、Name栏填写：external（填一个英文名称） ②、Tag栏填写：4094（填一个数字） ③、Interfaces栏：将Available列的“1.2”拉到Untagged列。1.2表示F5 BIG-IP的第二块网卡。 1SJ tit works ***** 单位 A10负载均衡解决方案 A10 Networks Inc. 1SJ tit works 目录 1.项目概述 (1) 2.需求分析及讨论 (1) 2.1应用系统所面临的共性问题 (1) 2.2需求分析 (2) 3.A10公司负载均衡解决方案 (3) 3.1网络结构图 (3) 3.2A10负载均衡解决方案 (3) 3.2.1APP Server负载均衡的实现 (4) 3.2.2应用优化的实现 (4) 3.3解决方案说明 (5) 3.4方案的优点 (6) 4.A10 AX的优点及各型号指标总结 (7) 5.A10公司简介 (7) 6.AX介绍 (8) 6.1 A10公司AX简介 (8) AX系列功能 (8) 1. 项目概述 2. 需求分析及讨论 2.1应用系统所面临的共性问题 随着用户量增大及业务的发展，一个应用系统往往会出现各种问题。瓶颈可能出现在服务器、存储、网络设备，带宽等的性能不足，而运行一旦出现故障给业务带来的影响范围是巨大的，服务器可能出现的问题表现为如下几点： ?高可用问题 关健性应用要求7*24稳定运行不被中断，高可用性问题被放在首要位置。 ?利用“不平衡”现象 数据的大集中使得服务器的访问压力日益增大，服务器性能往往会成为一个系统的瓶颈，随着性能问题的产生，单点故障的发生也将比较频繁，为了解决这些问题，传统的方式多为采取更换更好的服务器并且采用双机备份系统提供服务的方式，这样必然存在 一半的资源浪费的情况，而在压力不断上升的情况下，这种动作讲不断的重复，不但服务器的利用率不平衡，而且持续引起投资的浪费。 ?“峰值”问题 服务器的处理多存在“波峰”和“波谷”的变化。而且“波峰”时，业务量大小的变化又不规律，这就使服务器不得不面对“峰值堵塞”问题。原有解决方法为增加服务器或主机数量，提高处理能力。但仍存在性能不平衡问题，且这样做，投资成本大。 ?多米诺”现象 单台服务器的设置，不可避免会出现“单点故障”，需要进行服务器“容错”。为实现容错，往往在主服务器旁安置一台或多台备份服务器。但这样做，平时只有一台服务器工作，其它服务器处于空闲状态，无法完全利用所有服务器的处理资源，当出现“峰值堵塞”时，“多米 诺”效应往往会发生，即所有服务器连续被“堵”至“死”。最终的结果将导致系统的瘫痪。 ?“扩展”不便 随着物理和应用的集中，服务器上所要处理的数据量(traffic )增大，客户交易产生 架构设计：负载均衡层设计方案（7） 1、概述 上篇文章《架构设计：负载均衡层设计方案（6）——Nginx + Keepalived构建高可用的负载层》 (https://www.wendangku.net/doc/2013359178.html,/yinwenjie/article/details/47130609) 我们讲解了Nginx的故障切换，并且承诺各位读者会尽快讲解LVS + Keepalived + Nginx的安装和配置。在中间由于工作的原因，我又插写了三篇关于zookeeper的原理使用的文章。今天这边文章我们回归主题，为各位读者讲解LVS + Keepalived + Nginx的安装及配置。 2、安装计划和准备工作 下图，我们表示了本篇文章要搭建的整个集成架构的抽象结构： 我们采用两个LVS节点（141和142），但是一个时间工作的只有一个LVS节点，另一个始终处于热备standby状态，由keepalived监控这两个节点的工作状态并完成切换。 在LVS节点下，我们采用LVS-DR工作模式挂载了两个Nginx节点（131、132）。并最终将外网请求交由这两个节点进行处理。注意：在实际工作中，Nginx下面一般就是访问静态资源、动态资源的配置了。 2-1、准备两个keepalived节点 首先我们在将要安装LVS的两个节点上，先安装keepalived，并保证这两个keepalived节点能够正常工作（监控批次的状态）。当然，您也可以先准备LVS，在准备keepalived。 我想准备keepalived节点，大家应该轻车熟路了吧，在《架构设计：负载均衡层设计方案（6）——Nginx + Keepalived 构建高可用的负载层》这篇文章中详细介绍了keepalived的最简配置方式。为了大家阅读方便，我们在这里再进行依次简要说明。准备keepalived的整个过程包括： 安装必要的支撑组件，源码安装keepalived 将keepalived注册成节点的服务，以便保证keepalived在 节点启动时就开始工作 更改keepalived的配置文件，让其可以正常工作 验证准备工作 =============安装keepalived [root@lvs1 ~]# yum install -y zlib zlib-devel gcc gcc-c++ openssl openssl-devel openssh [root@lvs1 ~]# tar -zxvf keepalived-1.2.17.tar.gz [root@lvs1 ~]# cd keepalived-1.2.17 [root@lvs1 ~]# ./configure --perfix=/usr/keepalived-1.2.17 电信网通双线备份自动切换配置 RouterOS 2.9中路由规则增加的两点功能： 1、在RouterOS 2.9路由规则中增加了check-gateway的功能，能检测到网关的线路状态，如果网关无法探测到，便认为网关无法连接，会自动禁止访问网关的数据通过，check-gate way功能的探测时间为10s一个周期。 2、在RouterOS 2.9中具备了对缺省网关的判断，在RouterOS 2.9的任何一个路由表中只能存在一个缺省网关，即到任何目标地址为0.0.0.0/0，没有做路由标记（routing-mark）的规则,如果存在另一个缺省网关则认为是错误，路由将不予以执行。如下图： 从上图我们可以看到，所有访问电信的IP段从10.200.15.1出去，其他的数据走网通的缺省网关出去，在我们可以这些网关的前缀都为“AS”，即确定的静态路由，而在第二排可以看到蓝色一行，他也是一个缺省网关，但因为一个路由表中只能存在一个缺省网关，所有前缀为“S”即静态但不确定的网关，被认为位非法的。如果当202.112.12.12.11网关断线，则10.20 0.15.1会自动启用，变为缺省路由，实现现在的切换，如下： 当202.112.12.11断线后，check-gateway在10s一个周期后探测到，并将10.200.15. 11设置为缺省路由，如果202.112.12.11正常后，系统也将会将202.112.12.11设置为缺省路由，因为他是先于10.200.15.1添加入路由表中。 源地址双线应用案例 这是一个典型的通过一个路由器并使用两条ISP线路接入的环境（比如都是两条电线的ADS L或者LAN接入）： 当然，你可以选择负载均衡！这里有多种方法可以选择，只是根据你的环境，选择最适合你解决方案。 实用标准文案 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，直精彩文档．实用标准文案 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。几种负载均衡算法
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