服务器网络负载均衡概念解读892.pdf

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1、 作者：Linux 时代 来源:Linux 时代(2007-02-02 11:37:23)什么是负载均衡？负载均衡是由多台服务器以对称的方式组成一个服务器集合，每台服务器都具有等价的地位，都可以单独对外提供服务而无须其他服务器的辅助。通过某种负载分担技术，将外部发送来的请求均匀分配到对称结构中的某一台服务器上，而接收到请求的服务器独立地回应客户的请求。均衡负载能够平均分配客户请求到服务器列阵，籍此提供快速获取重要数据，解决大量并发访问服务问题。这种群集技术可以用最少的投资获得接近于大型主机的性能。网络负载均衡的优点 第一，网络负载均衡能将传入的请求传播到多达 32 台服务器上，即可以使用最多

2、32 台服务器共同分担对外的网络请求服务。网络负载均衡技术保证即使是在负载很重的情况下，服务器也能做出快速响应；第二，网络负载均衡对外只需提供一个 IP 地址(或域名)；第三，当网络负载均衡中的一台或几台服务器不可用时，服务不会中断。网络负载均衡自动检测到服务器不可用时，能够迅速在剩余的服务器中重新指派客户机通讯。这项保护措施能够帮助你为关键的业务程序提供不中断的服务，并可以根据网络访问量的增加来相应地增加网络负载均衡服务器的数量；第四，网络负载均衡可在普通的计算机上实现。网络负载均衡的实现过程 在 Windows Server 2003中，网络负载均衡的应用程序包括Internet 信息服务

3、(IIS)、ISA Server 2000 防火墙与代理服务器、VPN 虚拟专用网、终端服务器、Windows Media Services(Windows 视频点播、视频广播)等服务。同时，网络负载均衡有助于改善服务器的性能和可伸缩性，以满足不断增长的基于 Internet 客户端的需求。网络负载均衡可以让客户端用一个逻辑 Internet 名称和虚拟 IP 地址(又称群集 IP 地址)访问群集，同时保留每台计算机各自的名称。下面，我们将在两台安装Windows Server 2003 的普通计算机上，介绍网络负载均衡的实现及应用。这两台计算机中，一台计算机名称为 A，IP 地址为 192.

4、168.0.7；另一台名为 B，IP 地址为192.168.0.8。规划网络负载均衡专用虚拟 IP 地址为 192.168.0.9。当正式应用时，客户机只需要使用 IP 地址 192.168.0.9 来访问服务器，网络服务均衡会根据每台服务器的负载情况自动选择 192.168.0.7 或者 192.168.0.8 对外提供服务。具体实现过程如下：在实现网络负载均衡的每一台计算机上，只能安装 TCP/IP 协议，不要安装任何其他的协议(如 IPX 协议或者 NetBEUI 协议)，这可以从“网络连接属性”中查看。第一步，分别以管理员身份登录 A 机和 B 机，打开两台机的“本地连接”属性界面，勾

5、选“此连接使用下列项目”中的“负载均衡”项并进入“属性”对话框，将 IP 地址都设为 192.168.0.9(即负载均衡专用 IP)，将子网掩码设置为 255.255.255.0；第二步，分别进入 A 机和 B 机的“Internet 协议(TCP/IP)”属性设置界面，点击“高级”按钮后，在弹出的“高级 TCP/IP 设置”界面中添加 IP 地址 192.168.0.9 和子网掩码设置为255.255.255.0。第三步，退出两台计算机的“本地连接属性”窗口，耐心等一会儿让系统完成设置。以后，如果这两台服务器不能满足需求，可以按以上步骤添加第三台、第四台计算机到网络负载均衡系统中以满足要求。

6、用 IIS 服务验证网络负载均衡 网络负载均衡配置好后，为了实现某项具体的服务，需要在网络负载均衡的计算机上安装相应的服务。例如，为了实现 IIS 网站的负载均衡，需要在相应的网络负载均衡服务器上安装 IIS服务。为了让每个用户在通过网络负载均衡访问到不同的计算机时，能够访问到一致的数据，需要在网络负载均衡的每台计算机上保持数据的一致性。举例来说，实现了两个节点的 IIS 的网络负载均衡，为了保证两个网站内容的一致性，除了这两个 IIS 服务器的配置相同外，相应的网站数据必须一致。为了检验网络负载均衡，我们可以通过 IIS 来进行验证，其他的一些应用如终端服务、Windows Media 服务

7、与 IIS 的应用与之相类似。在其他计算机上的 IE 浏览器中键入192.168.0.9，根据网络的负载，网络负载均衡会自动转发到A 机或 B 机。为了验证效果，你可以在浏览的时候，拔掉第一台计算机的网线或拔掉第二台机器的网线，将会发现浏览到的将是不同内容。当然，我们在测试的时候，为了验证网络负载均衡的效果，把两个网站设置成不一致的内容，而在正式应用的时候，网络负载均衡群集的每个节点计算机的内容将是一致的，这样不管使用哪一个节点响应，都能保证访问的内容是一致的。负载均衡在校园网中的应用 校园网的应用除了用于教学、科研、管理、图书情报资料检索外，还承担任着校内外信息交流、电子邮件、公告、新闻发布

8、，以及各种公共网络口的访问等任务。由于在网络上传输的信息不只是数字、文字和图形，还会随应用水平的提高，逐步增加语音、活动图像及视频图像等高带宽的应用。因此，网络的建设，尤其是主干网要求高带宽与高速度，在校园网的服务器中应用负载均衡技术不失为一种廉价的解决方案。作者：Deans Document Center 来源:Deans Document Center(2007-02-02 11:27:14)负载均衡配置实例 DNS 负载均衡 DNS 负载均衡技术是在 DNS 服务器中为同一个主机名配置多个 IP 地址，在应答 DNS 查询时，DNS服务器对每个查询将以 DNS 文件中主机记录的 IP 地

9、址按顺序返回不同的解析结果，将客户端的访问引导到不同的机器上去，使得不同的客户端访问不同的服务器，从而达到负载均衡的目的。DNS 负载均衡的优点是经济简单易行，并且服务器可以位于 internet 上任意的位置。但它也存在不少缺点：为了使本 DNS 服务器和其他 DNS 服务器及时交互，保证DNS 数据及时更新，使地址能随机分配，一般都要将 DNS 的刷新时间设置的较小，但太小将会使 DNS 流量大增造成额外的网络问题。一旦某个服务器出现故障，即使及时修改了 DNS 设置，还是要等待足够的时间（刷新时间）才能发挥作用，在此期间，保存了故障服务器地址的客户计算机将不能正常访问服务器。DNS 负载

10、均衡采用的是简单的轮循负载算法，不能区分服务器的差异，不能反映服务器的当前运行状态，不能做到为性能较好的服务器多分配请求，甚至会出现客户请求集中在某一台服务器上的情况。要给每台服务器分配一个internet 上的 IP 地址，这势必会占用过多的 IP 地址。判断一个站点是否采用了 DNS 负载均衡的最简单方式就是连续的 ping 这个域名，如果多次解析返回的 IP 地址不相同的话，那么这个站点就很可能采用的就是较为普遍的DNS 负载均衡。但也不一定，因为如果采用的是 DNS 响应均衡，多次解析返回的 IP 地址也可能会不相同。不妨试试Ping 一下 ， 现假设有三台服务器来应对 的请求。在采用

11、 BIND 8.x DNS 服务器的 unix 系统上实现起来比较简单，只需在该域的数据记录中添加类似下面的结果：www1 IN A 192.1.1.1 www2 IN A 192.1.1.2 www3 IN A 192.1.1.3 www IN CNAME www1 www IN CNAME www2 www IN CNAME www3 在 NT 下的实现也很简单，下面详细介绍在 win2000 server 下实现 DNS 负载均衡的过程，NT4.0类似：打开“管理工具”下的“DNS”，进入 DNS 服务配置控制台。打开相应 DNS 服务器的“属性”，在“高级”选项卡的“服务器选项”中，选

12、中“启用循环”复选框。此步相当于在注册表记录 HKEY_LOCAL_MACHINE SYSTEMCurrentControlSetServicesDNSParameters中添加一个双字节制值（dword 值）RoundRobin，值为 1。打开正向搜索区域的相应区域（如 ），新建主机添加主机(A)资源记录，记录如下：www IN A 192.1.1.1 www IN A 192.1.1.2 www IN A 192.1.1.3 在这里可以看到的区别是在NT 下一个主机名对应多个IP 地址记录，但在 unix 下，是先添加多个不同的主机名分别对应个自的 IP 地址，然后再把这些主机赋同一个别名

13、（CNAME）来实现的。在此需要注意的是，NT 下本地子网优先级会取代多宿主名称的循环复用，所以在测试时，如果做测试用的客户机 IP 地址与主机资源记录的 IP 在同一有类掩码范围内，就需要清除在“高级”选项卡“服务器选项”中的“启用netmask 排序”。NAT 负载均衡 NAT（Network Address Translation 网络地址转换）简单地说就是将一个 IP 地址转换为另一个IP 地址，一般用于未经注册的内部地址与合法的、已获注册的Internet IP地址间进行转换。适用于解决 Internet IP 地址紧张、不想让网络外部知道内部网络结构等的场合下。每次 NAT转换势必

14、会增加 NAT 设备的开销，但这种额外的开销对于大多数网络来说都是微不足道的，除非在高带宽有大量 NAT 请求的网络上。NAT 负载均衡将一个外部 IP 地址映射为多个内部 IP 地址，对每次连接请求动态地转换为一个内部服务器的地址，将外部连接请求引到转换得到地址的那个服务器上，从而达到负载均衡的目的。NAT 负载均衡是一种比较完善的负载均衡技术，起着 NAT 负载均衡功能的设备一般处于内部服务器到外部网间的网关位置，如路由器、防火墙、四层交换机、专用负载均衡器等，均衡算法也较灵活，如随机选择、最少连接数及响应时间等来分配负载。NAT 负载均衡可以通过软硬件方式来实现。通过软件方式来实现 NA

15、T 负载均衡的设备往往受到带宽及系统本身处理能力的限制，由于 NAT 比较接近网络的低层，因此就可以将它集成在硬件设备中，通常这样的硬件设备是第四层交换机和专用负载均衡器，第四层交换机的一项重要功能就是NAT 负载均衡。下面以实例介绍一下 Cisco 路由器 NAT 负载均衡的配置：现有一台有一个串行接口和一个 Ethernet 接口的路由器，Ethernet 口连接到内部网络，内部网络上有三台 web 服务器，但都只是低端配置，为了处理好来自 Internet 上大量的 web 连接请求，因此需要在此路由器上做 NAT 负载均衡配置，把发送到 web 服务器合法 Internet IP 地址

16、的报文转换成这三台服务器的内部本地地址。其具体配置过程如下：做好路由器的基本配置，并定义各个接口在做NAT 时是内部还是外部接口。然后定义一个标准访问列表（standard access list），用来标识要转换的合法 IP 地址。再定义 NAT 地址池来标识内部 web 服务器的本地地址，注意要用到关键字 rotary，表明我们要使用轮循（Round Robin）的方式从 NAT 地址池中取出相应 IP 地址来转换合法 IP 报文。最后，把目标地址为访问表中 IP 的报文转换成地址池中定义的 IP 地址。相应配置文件如下：interface Ethernet0/0 ip address 192.168.1.4 255.255.255.248 ip nat inside !interface Serial0/0 ip address 200.200.1.1 255.255.255.248 ip nat outside !ip access-list 1 permit 200.200.1.2 !ip nat pool websrv 192.168.1.1 192.168.1.3 netmask 255.255.255.248 type rotary ip nat inside destination list 1 pool websrv