淺析網(wǎng)絡(luò)負載均衡技術(shù)的實現(xiàn)策略

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一個面向社會的網(wǎng)站,尤其是金融、電信、教育和零售等方面的網(wǎng)站,每天上網(wǎng)的用戶不計其數(shù),并且可能都同時并發(fā)訪問同一個服務(wù)器或同一個文件,這樣就很容易產(chǎn)生信息傳輸阻塞現(xiàn)象; 加上Internet線路的質(zhì)量問題,也容易引起出現(xiàn)數(shù)據(jù)堵塞的現(xiàn)象,使得人們不得不花很長時間去訪問一個站點,還可能屢次看到某個站點“服務(wù)器太忙”,或頻繁遭遇系統(tǒng)故障。因此,如何優(yōu)化信息系統(tǒng)的性能,以提高整個信息系統(tǒng)的處理能力是人們普遍關(guān)心的問題。
    負載均衡技術(shù)的引入
    信息系統(tǒng)的各個核心部分隨著業(yè)務(wù)量的提高、訪問量和數(shù)據(jù)流量的快速增長,其處理能力和計算強度也相應(yīng)增大,使得單一設(shè)備根本無法承擔(dān),必須采用多臺服務(wù)器協(xié)同工作,提高計算機系統(tǒng)的處理能力和計算強度,以滿足當前業(yè)務(wù)量的需求。而如何在完成同樣功能的多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間實現(xiàn)合理的業(yè)務(wù)量分配,使之不會出現(xiàn)一臺設(shè)備過忙、而其他的設(shè)備卻沒有充分發(fā)揮處理能力的情況。要解決這一問題,可以采用負載均衡的方法。
    負載均衡有兩個方面的含義:首先,把大量的并發(fā)訪問或數(shù)據(jù)流量分擔(dān)到多臺節(jié)點設(shè)備上分別處理,減少用戶等待響應(yīng)的時間;其次,單個重負載的運算分擔(dān)到多臺節(jié)點設(shè)備上做并行處理,每個節(jié)點設(shè)備處理結(jié)束后,將結(jié)果匯總,再返回給用戶,使得信息系統(tǒng)處理能力可以得到大幅度提高。
    負載均衡主要完成以下任務(wù):
    解決網(wǎng)絡(luò)擁塞問題,就近提供服務(wù),實現(xiàn)地理位置無關(guān)性;
    為用戶提供更好的訪問質(zhì)量;
    提高服務(wù)器響應(yīng)速度;
    提高服務(wù)器及其他資源的利用效率。
    在用戶端進行優(yōu)化和在服務(wù)器端采用負載均衡策略可以在大程度上確保網(wǎng)絡(luò)信息的順暢流通。
    對一個網(wǎng)絡(luò)的負載均衡應(yīng)用,可以從網(wǎng)絡(luò)的不同層次入手,具體情況要看對網(wǎng)絡(luò)瓶頸所在之處的具體情況進行分析。一般來說,企業(yè)信息系統(tǒng)的負載均衡大體上都從傳輸鏈路聚合、采用更高層網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)和設(shè)置服務(wù)器集群策略三個角度實現(xiàn)。
    鏈路聚合--低成本的解決方案
    為了支持與日俱增的高帶寬應(yīng)用,越來越多的PC機使用更加快速的方法連入網(wǎng)絡(luò)。而網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)量分布是不平衡的,一般表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)核心的業(yè)務(wù)量高,而邊緣比較低,關(guān)鍵部門的業(yè)務(wù)量高,而普通部門低。伴隨計算機處理能力的大幅度提高,人們對工作組局域網(wǎng)的處理能力有了更高的要求。當企業(yè)內(nèi)部對高帶寬應(yīng)用需求不斷增大時(例如Web訪問、文檔傳輸及內(nèi)部網(wǎng)連接),局域網(wǎng)核心部位的數(shù)據(jù)接口將產(chǎn)生瓶頸問題,因此延長了客戶應(yīng)用請求的響應(yīng)時間。并且局域網(wǎng)具有分散特性,網(wǎng)絡(luò)本身并沒有針對服務(wù)器的保護措施,一個無意的動作,像不小心踢掉網(wǎng)線的插頭,就會讓服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)斷開。
    通常,解決瓶頸問題采用的對策是提高服務(wù)器鏈路的容量,使其滿足目前的需求。例如可以由快速以太網(wǎng)升級到千兆以太網(wǎng)。對于大型網(wǎng)絡(luò)來說,采用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)升級技術(shù)是一種長遠的、有前景的解決方案。然而對于許多企業(yè),當需求還沒有大到非得花費大量的金錢和時間進行升級時,使用升級的解決方案就顯得有些浪費了。對于擁有許多網(wǎng)絡(luò)教室和多媒體教室的普通中學(xué)和職業(yè)中學(xué),在某些課程的教學(xué)期間(比如上傳學(xué)生制作的網(wǎng)頁等等),將產(chǎn)生大量訪問Web服務(wù)器或進行大量的文檔傳輸;或在縣區(qū)級的網(wǎng)絡(luò)信息網(wǎng)上舉行優(yōu)秀老師示范課教學(xué)、定期的教學(xué)交流等教學(xué)活動時,這種情況尤為突出。然而在需求還沒有大到非得花費大量的金錢和時間進行升級時,實施網(wǎng)絡(luò)的升級就顯得大材小用了。在這種情況下,鏈路聚合技術(shù)為消除傳輸鏈路上的瓶頸與不安全因素提供了成本低廉的解決方案。鏈路聚合技術(shù)將多個線路的傳輸容量融合成一個單一的邏輯連接。當原有的線路滿足不了需求、而單一線路的升級又太昂貴或難以實現(xiàn)時,就可采用多線路的解決方案。
    鏈路聚合系統(tǒng)增加了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性,但也提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性,使人們可以在服務(wù)器等關(guān)鍵局域網(wǎng)段的線路上采用冗余路由。對于計算機局域網(wǎng)系統(tǒng),可以考慮采用虛擬路由冗余協(xié)議(VRRP)。VRRP可以生成一個虛擬缺省的網(wǎng)關(guān)地址,當主路由器無法接通時,備用路由器就會采用這個地址,使局域網(wǎng)通信得以繼續(xù)??傊?,當必需提高主要線路的帶寬而又無法對網(wǎng)絡(luò)進行升級的時候,便可以采用鏈路聚合技術(shù)。