面对日趋复杂的网络结构,面对不断膨胀的网络数据,作为网络本身也是承受着巨大的压力。那么一个好的硬件和软件配置是网络良好运转的前提。那么在此,我们来介绍一下,硬件方面,负载均衡交换机的选购问题。具体内容还请大家参见下文。
Internet的快速增长使前端接入服务器,尤其是多媒体网络服务器和Web服务器等,面对的访问者数量快速增加,网络服务器需要具备提供大量并发访问服务的能力,在每天高达数百万次的Web请求访问的情况下,服务器的CPU和I/O处理能力很快会成为瓶颈。但是,简单地提高硬件性能,并不能真正解决这个问题,因为单台服务器的性能总是有限的。获取信息的速度已经成为制约Internet发展的重要因素。如何在现有的网络资源下提高用户获取信息的速度,已成为困扰众多数据中心、ISP和企业的一大难题。
负载均衡是建立在现有网络结构之上,它提供了一种廉价有效的方法扩展服务器带宽和增加吞吐量,加强网络数据处理能力,提高网络的灵活性和可用性。它主要完成以下任务:解决网络拥塞问题,服务就近提供,实现地理位置无关性;为用户提供更好的访问质量;提高服务器响应速度;提高服务器及其他资源的利用效率;避免了网络关键部位出现单点失效。
现在许多交换机提供第四层交换功能,可以将一个外部IP地址映射为多个内部IP地址,对每次TCP连接请求动态使用其中一个内部地址,达到负载均衡的目的。有的协议内部支持与负载均衡相关的功能,例如HTTP协议中的重定向能力。Web内容交换技术,即URL交换或七层交换技术,提供了一种对访问流量的高层控制方式。因为大型网站的访问量较大,采用负载均衡交换机之后,实现了本地多台服务器的负载均衡,保证了系统在高峰时期的处理能力。同时实现了服务器的冗余,并且方便了系统的维护和管理。
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分析,大体上不外乎从传输链路聚合、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。大型的网络一般都是由大量专用技术设备组成的,如包括防火墙、路由器、第2层/3层交换机、负载均衡设备、缓冲服务器和Web服务器等。如何将这些技术设备有机地组合在一起,是一个直接影响到网络性能的关键性问题。基于四层交换技术的负载均衡,这种技术是在第四层交换机上设置Web服务的虚拟IP地址,这个虚拟IP地址是DNS服务器中解析到的Web服务器的IP地址,对客户端是可见的。当客户访问此Web应用时,客户端的Http请求会先被第四层交换机接收到,它将基于第四层交换技术实时检测后台Web服务器的负载,根据设定的算法进行快速交换。常见的算法有轮询、加权、最少连接、随机和响应时间等。基于七层交换技术的负载均衡 ,这种技术主要用于实现Web应用的负载平衡和服务质量保证。它与第四层交换机比较起来有许多优势:第七层交换机不仅能检查TCP/IP数据包的TCP和UDP端口号,从而转发给后台的某台服务器来处理,而且能从会话层以上来分析Http请求的URL,根据URL的不同将不同的Http请求交给不同的服务器来处理,甚至同一个URL请求可以让多个服务器来响应以分担负载,它实际上要与服务器建立多个会话连接,得到多个对象。
因此我们在引入交换机应用某种负载均衡方案时,首先要确定当前及将来的应用需求,然后在成本与收益之间做出权衡。无论采用哪种负载均衡方案,都必须重点考虑以下问题:
性能:
性能是引入均衡方案时需要重点考虑的问题,但也是一个最难把握的问题。性能的优劣与负载均衡交换机的处理能力、采用的均衡策略息息相关,并且有两点需要注意:均衡方案对服务器群整体性能的改善,这是响应客户端连接请求速度的关键;负载均衡设备自身的性能,避免有大量连接请求时自身性能不足而成为服务瓶颈。
可扩展性:
合适的均衡解决方案应能均衡不同操作系统和硬件平台之间的负载,能均衡HTTP、邮件、新闻、代理、数据库、防火墙和 Cache等不同服务器的负载,并且能以对客户端完全透明的方式动态增加或删除某些资源。
灵活性:
均衡解决方案应能灵活地提供不同的应用需求,满足应用需求的不断变化。在不同的服务器群有不同的应用需求时,应有多样的均衡策略提供更广泛的选择。
可靠性:
在对服务质量要求较高的站点,负载均衡解决方案应能为服务器群提供完全的容错性和高可用性。但在负载均衡设备自身出现故障时,应该有良好的冗余解决方案,提高可靠性。
易管理性:
不管是通过软件还是硬件方式的均衡解决方案,我们都希望它有灵活、直观和安全的管理方式,这样便于安装、配置、维护和监控,提高工作效率,避免差错。