细说网络负载均衡技术

互联网 | 编辑: 邹震 2008-07-30 13:30:00转载

    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。在这种情况下,负载均衡技术出现了。
  当前,无论在企业网、园区网还是在广域网如Internet上,业务量的发展都超出了过去最乐观的估计。上网热潮风起云涌,新的应用层出不穷,即使按照当时最优配置建设的网络,也很快会感到吃不消。尤其是各个网络的核心部分。
  在此情况下,如果扔掉现有设备去做大量的硬件升级,将造成现有资源的浪费,而且如果再面临下一次业务量的提升,又将导致再一次硬件升级的高额成本投入,甚至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。

  什么是负载均衡
  负载均衡(Load Balance)建立在现有网络结构之上,它提供了一种廉价、有效、透明的方法,来扩展网络设备和服务器的带宽、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。
  负载均衡有两方面的含义:首先,大量的并发访问或数据流量分担到多台节点设备上分别处理,减少用户等待响应的时间;其次,单个重负载的运算分担到多台节点设备上做并行处理,每个节点设备处理结束后,将结果汇总,返回给用户,系统处理能力得到大幅度提高。

   负载均衡技术分类
  目前有许多不同的负载均衡技术用以满足不同的应用需求,如软/硬件负载均衡、本地/全局负载均衡、更高网络层负载均衡,以及链路聚合技术。
  软/硬件负载均衡
  软件负载均衡解决方案,是指在一台或多台服务器相应的操作系统上,安装一个或多个附加软件来实现负载均衡,如DNS 负载均衡等。它的优点是基于特定环境、配置简单、使用灵活、成本低廉,可以满足一般的负载均衡需求。
  硬件负载均衡解决方案,是直接在服务器和外部网络间安装负载均衡设备,这种设备我们通常称之为负载均衡器。由于专门的设备完成专门的任务,独立于操作系统,整体性能得到大量提高,加上多样化的负载均衡策略,智能化的流量管理,可达到最佳的负载均衡需求。
  一般而言,硬件负载均衡在功能、性能上优于软件方式,不过成本昂贵。

  本地/全局负载均衡
  负载均衡从其应用的地理结构上,分为本地负载均衡和全局负载均衡。本地负载均衡是指对本地的服务器群做负载均衡,全局负载均衡是指在不同地理位置、有不同网络结构的服务器群间做负载均衡。
  本地负载均衡能有效地解决数据流量过大、网络负荷过重的问题,并且不需花费昂贵开支购置性能卓越的服务器,可充分利用现有设备,避免服务器单点故障造成数据流量的损失。有灵活多样的均衡策略,可把数据流量合理地分配给服务器群内的服务器,来共同负担。即使是再给现有服务器扩充升级,也只是简单地增加一个新的服务器到服务群中,而不需改变现有网络结构、停止现有的服务。
  全局负载均衡,主要用于在一个多区域拥有自己服务器的站点,为了使全球用户只以一个IP地址或域名就能访问到离自己最近的服务器,从而获得最快的访问速度,也可用于子公司分散站点分布广的大公司通过Intranet(企业内部互联网)来达到资源统一合理分配的目的。

  更高网络层负载均衡
  针对网络上负载过重的不同瓶颈所在,从网络的不同层次入手,我们可以采用相应的负载均衡技术来解决现有问题。
  更高网络层负载均衡,通常操作于网络的第四层或第七层。第四层负载均衡将一个Internet上合法注册的IP地址,映射为多个内部服务器的IP地址,对每次TCP连接请求动态使用其中一个内部IP地址,达到负载均衡的目的。 (集群)
  第七层负载均衡控制应用层服务的内容,提供了一种对访问流量的高层控制方式,适合对HTTP服务器群的应用。第七层负载均衡技术通过检查流经的HTTP报头,根据报头内的信息来执行负载均衡任务。

  链路聚合技术
  随着带宽增加,数据流量不断增大,网络核心部分的数据接口将面临瓶颈问题,原有的单一线路将很难满足需求,而且线路的升级又过于昂贵甚至难以实现,这时就可以考虑采用链路聚合技术。
  链路聚合技术将多条物理链路当作一条单一的聚合逻辑链路使用,网络数据流量由聚合逻辑链路中所有物理链路共同承担。由此在逻辑上增大了链路的容量,使其能满足带宽增加的需求。

  

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