负载均衡产品的应用(上)——服务器篇

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1、负载均衡建立在现有网络结构之上，扩展了网络设备和服务器的带宽、增加了吞吐量，同时提升了网络的数据处理能力、灵活性和可用性，具有低成本且有效透明的优点。负载均衡在应用模式上可分为服务器负载均衡和链路负载均衡（含全局负载均衡），本次先着重谈谈服务器负载均衡。负载均衡产品的应用（上）——服务器篇文/王玉堂长期以来，负载均衡产品给大家的印象就是部署在庞大的服务器群前端，售价昂贵，是比较神秘的产品，如同旧时王谢堂前燕，仅是大户人家的网络才会需要。而事实上，负载均衡产品对于中小型网络业务平台同样适用，尤其是当前负载均衡产品已经可以提供“飞入寻常百

2、姓家”的售价，所以如果用户的业务系统采用了大量的服务器双机（每种子业务都采用服务器双机），随着业务量的激增需要搭建一个弹性平台来满足业务量的变化，此时应考虑选择负载均衡产品来优化其业务平台。一、负载均衡产品的实现与形态负载均衡，在业界又称之为4、7层交换机。二层交换机靠Mac地址表来转发报文，三层交换机是对目的IP进行“一次路由，多次转发”，负载均衡则是根据数据流的IP+端口甚至需要解析数据流Payload来确定转发的目的服务器，如果开启会话保持功能，则可以实现“一次负载均衡分发，多次转发”。1.传统的负载均衡产品图1传统负载均衡器内

3、部架构传统的硬件负载均衡产品采用通用处理器（如Intel的x86处理器）+通用的交换芯片架构，通用处理器CPU实现L4、L7的分发处理；交换芯片（ASIC）完成二三层转发并对外提供物理接口，不参与L4、L7业务。它的产品形态是独立的盒式设备。传统负载均衡一般采用旁路组网方式部署在交换或路由设备上，通过交换或路由设备进行引流分发并回送至交换或路由设备上，报文所流经的路径是：①网络设备—>②负载均衡器的交换芯片—>③负载均衡器的处理器—>④负载均衡器的交换芯片—>⑤网络设备。2.模块化的负载均衡产品当前市场除了传统盒式的负载均衡产品外，也

4、有另外一种形态的负载均衡产品，它以业务模块的形式将负载均衡的业务处理部分集成到交换机设备中，通常被成为LB(LoadBalance)业务模块或插卡（如图2所示），集成了LB的交换机又被称为负载均衡交换机。图2负载均衡交换机模块化产品有以下特点：  共享网络特性。以H3CSecBladeLB模块为例，由于与网络设备共享了统一的软件平台，天然支持丰富的路由协议如RIP、BGP、OSPF和IPv6等网络特性。一些传统的负载均衡产品是通过License使用上述网络特性。  共享硬件器件。负载均衡模块在以插卡方式集成到网络设备上之后，一方面通过

5、复用交换路由的双主控、双电源等器件分享高可靠资源，另一方面还通过复用交换路由的电源系统、交换接口提供更优的性价比。  节约机架空间、简化组网。在宝贵的机房空间中，负载均衡模块集成在交换路由设备中，节约机房空间；在组网中，无须外联引流，简化组网和配置维护工作量。对比盒式产品的报文所流经的路径，模块化产品则简化了这个流程，其报文的路径是：①网络设备—>②负载均衡模块的处理器—>③网络设备。二、典型的部署场景与方案1.服务器负载均衡的应用场景如图3所示，通过集成LB板卡的负载均衡交换机，采用物理上的扁平化组网，大大简化组网方案。对于服务器负

6、载均衡部署场景，在数据流处理模式上可以分为NAT模式和DR模式。图3负载均衡应用场景2.负载均衡的NAT组网模式该组网模式下负载均衡使用NAT技术对请求、响应报文做两次地址转换，因此被称为NAT方式（如图4所示）。技术优势：组网灵活，对服务器没有额外要求，不需要修改服务器配置，适用于各种组网。图4负载均衡NAT组网模式图5负载均衡DR组网模式三、应用价值分析1.提升业务系统的伸缩性当业务系统服务器无法支撑当前的业务量时，用户可以选择更换更高性能的服务器，但更为合理的做法是通过在既有业务服务器基础上通过集群或硬件负载均衡，以增量的方式增

7、加服务器，而外部用户仅感受到是一台高性能服务器在提供服务，从而极大提升业务系统的伸缩性。  单个业务系统：某个业务系统可以方便地新增业务服务器满足业务量增长，通过硬件负载均衡设备，无须为每个节点购买商业集群软件的License、无须在每台服务器上配置集群探测信息，只需在负载均衡上简单的添加一台服务器的实IP地址即可。  新增业务系统：对于新增业务系统，可以在硬件负载均衡设备添加一个虚服务，配置好实体服务器的负载均衡调度算法、实体服务器健康检测算法即可，不仅可以节省双机或集群软件的投资，同时也简化了业务配置维护的工作量。但业务量增长也可

8、能导致负载均衡设备本身成为业务系统的瓶颈，因此负载均衡设备自身也应具备适用业务量变化的伸缩性。在这一要求上，模块化产品和盒式产品表现不尽相同。图6所示为通过在交换机中根据业务量灵活部署多个LB业务板卡方式实现性能的平滑扩