Web Farm網(wǎng)絡負載平衡實驗難點探究

成孝俊

摘要：在Windows Server 中搭建Web Farm網(wǎng)絡負載平衡服務器時，遇到了兩個難點：第一，使用單播模式創(chuàng)建群集時，與群集IP地址相同網(wǎng)段的其他主機無法訪問群集IP地址；第二，不管是單播還是多播模式，與群集IP地址在不同網(wǎng)段的主機都無法訪問群集IP地址。在尋求解決方案的過程中，發(fā)現(xiàn)很多教材都沒有解決這個問題，都只是簡單的介紹如何搭建網(wǎng)絡負載平衡的環(huán)境，并提供操作成功的界面。但是，當按照教材所提供的操作方法時，客戶端主機卻無法訪問群集IP地址。該文討論的內容將主要是如何在技術上解決群集IP地址無法訪問的問題，以保證Web Farm網(wǎng)絡負載實驗的成功實施。

關鍵詞：群集；負載平衡；群集IP地址；靜態(tài)路由

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）02-0203-02

1 基本概念

1.1 什么是群集

群集是指一組服務器，這些服務器通過彼此的協(xié)同作業(yè)，對外提供一個相同的服務或應用程序，以提升服務或應用程序的可用性、可靠性和可擴展性。使用群集的目的是，當群集內的某個服務器出了故障無法訪問時，服務請求會轉給群集內的其它節(jié)點，從而可以實現(xiàn)不中斷的服務。

1.2 什么是負載平衡

Windows Server 中的網(wǎng)絡負載平衡（NLB）功能可以增強Internet服務器應用程序（如在Web、FTP、防火墻、代理、虛擬專用網(wǎng)絡以及其他執(zhí)行關鍵任務的服務器上使用的應用程序）的可用性和可伸縮性。通過將運行Windows Server 2008各種服務的兩臺或多臺計算機的資源組合到單個虛擬群集中，NLB便可以提供Web服務器和其他執(zhí)行關鍵任務服務器所需的可靠性和性能。

1.3 負載平衡工作原理

如圖1所示，每一個群集都是由若干群集節(jié)點組成的。如圖1中，群集節(jié)點NLB1與群集節(jié)點NLB2都有一個自身的靜態(tài)IP地址，在創(chuàng)建NLB群集后會創(chuàng)建一臺虛擬的群集主機，并有一個虛擬的群集IP地址與之對應，群集外的主機通過這個群集IP地址訪問該群集中的服務。雖然每個群集外的主機在訪問群集中的服務時使用的是相同的群集IP地址，但每個客戶端主機訪問的實際節(jié)點卻可能是NLB1或者NLB2。簡單的說，群集中的每臺主機分擔了群集提供的服務。

2 搭建網(wǎng)絡負載平衡實驗環(huán)境

本文以Windows Server 2008為例，以多網(wǎng)卡單播模式創(chuàng)建一個Web Farm網(wǎng)絡負載平衡實驗的群集。實驗的完整拓撲圖如圖2所示。

實驗環(huán)境說明：

1）主機DC1和DC2中都安裝網(wǎng)絡負載平衡服務，分別包含兩塊網(wǎng)卡，其中網(wǎng)卡172.16.10.101和172.16.10.102用作群集接口，192.168.1.11和192.168.1.12作為群集主機間的通信接口。群集IP地址為192.168.1.88。

2）主機DC1和DC2中都安裝IIS服務，IIS站點都綁定到群集IP地址192.168.1.88，站點首頁分別顯示“Web From DC1！”和“Web From DC2！”，以區(qū)分最終訪問的頁面是來自于哪一個IIS服務器。

3）第三臺服務器承擔LAN路由功能，實現(xiàn)192.168.1.0網(wǎng)段和192.168.2.0網(wǎng)段的互通。

本文以解決實現(xiàn)網(wǎng)絡負載平衡實驗中的難點為主，相關服務的安裝與配置不作介紹。創(chuàng)建網(wǎng)絡負載平衡群集的大致步驟如下：

1）在主機DC1的“網(wǎng)絡負載平衡管理器”中，以172.16.10.101接口作為群集節(jié)點創(chuàng)建群集，設置群集IP地址為192.168.1.88，并設置群集操作方式為“單模”；

2）在主機DC1的“網(wǎng)絡負載平衡管理器”中，將主機DC2添加到群集中，選擇172.16.10.102接口作為群集節(jié)點的接口；

3）經(jīng)過上述操作，在兩臺主機的“網(wǎng)絡負載平衡管理器”中可以查看創(chuàng)建好的群集。

3 群集IP地址連通性測試

3.1 同網(wǎng)段測試

1）測試描述：從與群集IP地址同網(wǎng)段的客戶端主機（如192.168.1.20），使用ping命令對群集IP地址進行連通性測試。測試結果表明，192.168.1.0網(wǎng)段中，除群集節(jié)點中的同網(wǎng)段IP（如本實驗中192.168.1.11、192.168.1.12）可以訪問群集IP地址外，其他主機都無法訪問群集IP地址。

2）問題解決方法：由于使用了“單播”模式，每個群集節(jié)點的群集接口就有了一個相同的MAC地址，即群集MAC地址。如圖3所示，打開群集接口的屬性，查看“配置”屬性，在“高級”選項卡中找到“本地管理的地址”，便可以看到群集MAC地址。只要將“本地管理的地址”屬性值設置為“不存在”，就可以解決“從群集IP地址同網(wǎng)段的客戶端主機無法訪問群集IP地址”的問題。

3.2 跨網(wǎng)段測試

1）測試描述：從與群集IP地址不同網(wǎng)段的客戶機（如192.168.2.20），使用ping命令對群集IP地址進行連通性測試。測試結果表明，雖然192.168.1.0網(wǎng)段與192.168.2.0網(wǎng)段是相通的（已經(jīng)由LAN路由實現(xiàn)），但192.168.2.0網(wǎng)段的主機無法訪問群集IP地址192.168.1.88。

2）問題解決方法：其實，只要知道192.168.2.0網(wǎng)段的主機可以ping通192.168.1.11接口的原因，這個問題也就解決了。在主機DC1中命令提示符中輸入route print命令，查看本地機器的路由表。

查看圖4路由表的第一條路由記錄，可以發(fā)現(xiàn)主機DC1可以從192.168.1.11接口、經(jīng)192.168.1.1網(wǎng)關訪問任意網(wǎng)段。這條路由記錄就是192.168.2.20可以ping通192.168.1.11的原因。因此，為了解決我們遇到的問題，只需要在本地路由表中添加一條靜態(tài)路由，允許來自于任意網(wǎng)段的數(shù)據(jù)經(jīng)網(wǎng)關192.168.1.1到達群集接口192.168.1.88就即可。

由于虛擬的群集接口是基于群集主機中參與群集的接口虛擬出來的，因此在訪問虛擬群集接口192.168.1.88時，需要使用到參與群集的接口172.16.10.101。在圖4中所示的接口列表中，根據(jù)每個網(wǎng)卡對應的MAC地址確定其接口編號。本例中，主機DC1中參與群集的接口編號為13。使用route add命令在本地路由中添加這條靜態(tài)路由，命令代碼如下：

route add 0.0.0.0 mask 0.0.0.0 192.168.1.1 metric 256 if 13

需要提醒是的是，在每一個群集節(jié)點中，都需要添加這樣一條從群集接口到任意網(wǎng)段的靜態(tài)路由，否則這個群集主機將不可訪問，這個群集節(jié)點也就不能夠對客戶端提供服務。

4 實驗WEB負載平衡

在搭建好網(wǎng)絡負載平衡服務并確認同網(wǎng)段和不同網(wǎng)段都可以訪問群集IP地址后，就可以通過綁定到WEB站點的群集IP地址訪問使用WEB服務。

在本實驗中，不同的客戶端主機訪問同一個WEB站點（http：//192.168.1.88）時顯示的頁面內容來自于兩臺不同的IIS服務器，因為對的請群集IP地址的訪問請被平衡分流到不同的IIS服務器。如果有的客戶端能根據(jù)群集IP地址訪問WEB站點，有的客戶端不能訪問WEB站點，則很有可能是某個群集節(jié)點中沒有添加靜態(tài)路由。

5 結束語

本文通過對網(wǎng)絡負載平衡實驗過程中出現(xiàn)的問題產(chǎn)生的原因進行分析，從技術上解決了群集IP地址無法訪問的問題，從而實現(xiàn)Web Farm網(wǎng)絡負載平衡。解決了這個問題，就可以實現(xiàn)其他各種服務和應用程序的網(wǎng)絡負載平衡功能。

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