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网络负载均衡技术探索

作者 :高 健更新时间:2012-11-2

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 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,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。
   一、网络负载均衡需求分析与价值
   1、需求分析
   随着Internet服务和电子商务的迅速发展,计算机系统的重要性也日益上升,对服务器可伸缩性和高可用性的要求也变得越来越高。集群技术的出现和发展则很好地解决了这两个问题。群集是由一组独立的计算机组成,这些计算机一起工作以运行一系列共同的应用程序,同时,为用户和应用程序提供单一的系统映射。群集内的计算机物理上通过电缆连接,程序上则通过群集软件连接。这些连接允许计算机使用故障应急与负载平衡功能,而故障应急与负载平衡功能在单机上是不可能实现的。
   2、网络负载均衡的价值
   随着因特网及其相关服务(企业网、外部网和主机应用)的迅速增长,对Web服务器动态伸缩性的需求也变得更大。有了网络负载均衡功能的Windows 2000为在采用分布和负载均衡的方式下建立关键且合乎要求的Web站点的工作提供了完整的结构体系。与分布式应用的组件服务特性和Internet 信息服务(IIS)的增强可伸缩性相结合,网络负载均衡有助于确保Web服务能够视情况灵活处理最重的通信负载,同时,保持对计划内和计划外服务器停机的戒备。
   二、负载均衡的配置
   1、DNS负载均衡
   最早的负载均衡技术是通过DNS服务中的随机名字解析来实现的。在DNS服务器中,可以为多个不同的地址配置同一个名字,这个数据被发送给其他名字服务器,而最终查询这个名字的客户机将在解析这个名字时随机使用其中一个地址。因此,对于同一个名字,不同的客户机会得到不同的地址,因此不同的客户访问的也就是不同地址的Web服务器,从而达到负载均衡的目的。
   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。
   2、NAT负载均衡
   NAT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
   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NAT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。
   3、反向代理负载均衡
   普通代理方式是代理内部网络用户访问internet上服务器的连接请求,客户端必须指定代理服务器,并将本来要直接发送到internet上服务器的连接请求发送给代理服务器处理。
   反向代理方式是指以代理服务器来接受internet上的连接请求,然后将请求转发给内部网络上的服务器,并将从服务器上得到的结果返回给internet上请求连接的客户端,此时代理服务器对外就表现为一个服务器。
   反向代理负载均衡技术是把将来自internet上的连接请求以反向代理的方式动态地转发给内部网络上的多台服务器进行处理,从而达到负载均衡的目的。
   反向代理负载均衡能以软件方式来实现,也可以在高速缓存器、负载均衡器等硬件设备上实现。反向代理负载均衡可以将优化的负载均衡策略和代理服务器的高速缓存技术结合在一起,提升静态网页的访问速度,提供有益的性能;由于网络外部用户不能直接访问真实的服务器,具备额外的安全性(同理,NAT负载均衡技术也有此优点)。
   三、小结
   在选中了一种负载均衡系统方案之后,就要选择一个合适的生产厂商,这也是非常重要的。如何选择呢?一是看该厂商有哪些用户以及厂商是如何为这些用户提供服务的;二是看技术支持,厂商在这方面应当有很好的口碑,能投入大量的资金做技术支持,而且在提供的负载均衡解决方案中包括现场安装和用户培训等。
   总之,网络用户在购买产品时,关键是评估产品能否在满足现有需要的同时,保护用户的网络投资,为当前和未来的需要提供无故障、高性能的服务 职称论文发表网http://www.issncn.com 职称论文发表网http://www.issncn.com

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