網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡技術(shù)研究和應(yīng)用

巴哈提亞爾 聶波 宋子龍

[摘 要] 網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡是由多臺服務(wù)器以對稱的方式組成一個服務(wù)器集合，利用負(fù)載分擔(dān)技術(shù)，將網(wǎng)絡(luò)請求分配到對稱結(jié)構(gòu)中的某一臺服務(wù)器，并獨(dú)立對外響應(yīng)請求的一種服務(wù)器群集技術(shù)。該技術(shù)的利用可以提高服務(wù)請求響應(yīng)速度及保障服務(wù)的可靠性。本文介紹了基于Windows Server 2003網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡技術(shù)進(jìn)行Web服務(wù)負(fù)載均衡的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)。

[關(guān)鍵詞] 負(fù)載均衡；Web；可靠性

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 03. 032

[中圖分類號] F270.7；TP393 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2014）03- 0068- 03

1 引 言

B/S架構(gòu)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的大量應(yīng)用，對網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器性能提出了更高的要求，需要服務(wù)器具備快速處理大量并發(fā)訪問的能力。目前百口泉采油廠投用各類B/S應(yīng)用系統(tǒng)達(dá)到50多套，投入各類服務(wù)器14臺，每天承載著較高的訪問量和復(fù)雜的業(yè)務(wù)處理。

通過對各類應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用日志分析及調(diào)查用戶使用情況了解到，各服務(wù)器的運(yùn)行情況并不盡如人意，部分系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)響應(yīng)慢，而部分服務(wù)器利用率非常低。如何對服務(wù)器進(jìn)行整合，在保證各系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)硬件系統(tǒng)的充分利用，降低能耗，構(gòu)建綠色企業(yè)，成為亟待解決的問題。

負(fù)載均衡技術(shù)可以很好地解決這一問題，目前可用的負(fù)載均衡技術(shù)有基于硬件設(shè)備和基于軟件設(shè)置管理兩種解決方法，根據(jù)現(xiàn)狀，我們選擇了Windows 2003自帶的負(fù)載均衡技術(shù)，通過研究和實(shí)施，有效地將多臺服務(wù)器群集為一臺，對外提供統(tǒng)一的Web應(yīng)用服務(wù)，一方面提高了各系統(tǒng)的服務(wù)處理能力，另一方面降低了系統(tǒng)的停機(jī)率。

2 網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡（NLB）技術(shù)研究

網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡技術(shù)是服務(wù)器群集技術(shù)的一種，建立在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之上， 可提供有效快捷的擴(kuò)展服務(wù)器帶寬，增加數(shù)據(jù)的吞吐量，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力，提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的靈活性和可用性。

負(fù)載均衡群集是由多臺計(jì)算機(jī)以對稱的方式組成一個服務(wù)器集合（圖1），每臺計(jì)算機(jī)都具有等價的地位，都可以單獨(dú)對外提供服務(wù)而無須其他計(jì)算機(jī)的輔助。通過某種負(fù)載分擔(dān)技術(shù)，將外部發(fā)送來的請求均勻分配到對稱結(jié)構(gòu)中的某一臺計(jì)算機(jī)上，而收到請求的計(jì)算機(jī)單獨(dú)回應(yīng)用戶的請求。負(fù)載均衡能夠平均分配用戶請求到服務(wù)器上，快速響應(yīng)請求數(shù)據(jù)，解決了服務(wù)和服務(wù)器流量動態(tài)平衡問題。利用網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡能將傳入的請求傳播到32臺服務(wù)器上，即最多可以使用32臺服務(wù)器共同分擔(dān)對外的網(wǎng)絡(luò)請求服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡技術(shù)保證即使是在負(fù)載很重的情況下，服務(wù)器也能做出快速響應(yīng)。

（2）網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡對外只需提供一個IP地址。

（3）當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡中的一臺或幾臺服務(wù)器不可用時，服務(wù)不會中斷，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡算法自動檢測到服務(wù)器不可用時，能夠迅速在剩余的服務(wù)器中重新指派客戶機(jī)通訊。

（4）可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)訪問量的增加來動態(tài)增加網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡服務(wù)器成員數(shù)量，提高服務(wù)能力。

3 網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡技術(shù)應(yīng)用

如上所述，為了提高Web服務(wù)器的響應(yīng)速度，滿足用戶應(yīng)用需求，我們在兩臺Dell R910服務(wù)器上部署應(yīng)用了Windows 2003的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡技術(shù)。服務(wù)器配置見表1。

3.1 配置群集

（1）啟動“網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡管理器”：登錄服務(wù)器 SRV-BKQIIS1（IP：10.72.96.51），從“管理工具”或者命令行輸入“nlbmgr”，右擊”網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡管理器”選擇“新建群集”（圖2）。

（2）設(shè)置群集網(wǎng)絡(luò)參數(shù)：進(jìn)入“群集參數(shù)”設(shè)置，輸入IP地址為“10.72.96.60”，在子網(wǎng)掩碼輸入“255.255.255.128”，在“完整Internet 名稱”后面輸入“inner.bkq.xjyt.petrochina”。

（3）添加節(jié)點(diǎn)：點(diǎn)擊“下一步”按鈕，進(jìn)入“連接”界面，在“連接”設(shè)置界面中輸入當(dāng)前服務(wù)器的名稱SRV-BKQIIS1，點(diǎn)擊“連接”按鈕，將在下面的信息框中顯示出連接的計(jì)算機(jī)的IP 地址。選擇公網(wǎng)IP（10.72.96.51）地址（圖4），點(diǎn)擊“下一步”，進(jìn)入主機(jī)參數(shù)設(shè)置界面點(diǎn)“完成”即可。

同理，將第二臺服務(wù)器用以上步驟加入到群集中，最終效果如圖5所示。

（4）設(shè)置節(jié)點(diǎn)優(yōu)先級及負(fù)荷分配。在NLB各節(jié)點(diǎn)中，可以通過設(shè)置節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級對節(jié)點(diǎn)服務(wù)器的響應(yīng)進(jìn)行排序，當(dāng)在集群中各成員節(jié)點(diǎn)硬件差異較大時，可以降低硬件配置較低的節(jié)點(diǎn)服務(wù)器負(fù)荷量，保證各系統(tǒng)的正常服務(wù)能力（見圖6）。

3.2 Web服務(wù)同步

由于本次負(fù)載均衡主要用于Web服務(wù)，因此，需針對兩臺節(jié)點(diǎn)器的Web服務(wù)進(jìn)行同步，以保證各系統(tǒng)的正常服務(wù)（見圖7）。

3.3 群集應(yīng)用驗(yàn)證

通過以上設(shè)置，節(jié)點(diǎn)SRV-BKQIIS1與節(jié)點(diǎn)SRV-BKQIIS2不僅各有一個外部使用的靜態(tài)IP地址，同時還擁有NLB創(chuàng)建的群集IP（10.72.96.60）。用戶所訪問的群集IP，通過負(fù)載均衡算法，自動分配到兩個節(jié)點(diǎn)服務(wù)器上。

為驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡的效果，在各節(jié)點(diǎn)服務(wù)器Web服務(wù)根目錄各創(chuàng)建了DEFAULT.HTML，文件內(nèi)容見表2：

當(dāng)SRV-BKQIIS1（10.72.96.51）關(guān)閉時，通過瀏覽器訪問10.72.96.60，得到結(jié)果如圖8所示；而當(dāng)關(guān)閉SRV-BKQIIS2（10.72.96.52）時，訪問10.72.96.60，得到結(jié)果如圖9 所示。由此可以判斷通過網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡，有效地實(shí)現(xiàn)了服務(wù)故障時服務(wù)的自動轉(zhuǎn)移，保證了服務(wù)的可靠性。

4 結(jié)束語

Windows2003的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡器（NLB）技術(shù)的應(yīng)用使多臺服務(wù)器共同承擔(dān)一些復(fù)雜及繁重的Web服務(wù)，NLB技術(shù)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載情況將負(fù)載自動均衡到各節(jié)點(diǎn)服務(wù)器上，減輕對單一服務(wù)器的壓力，消除網(wǎng)絡(luò)瓶頸，提高了服務(wù)處理能力和并發(fā)訪問效率，使服務(wù)器部署更靈活、更可靠，降低了能耗，減輕了管理工作量。

主要參考文獻(xiàn)

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