雷 鳴

(永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 永州 425000)

一 網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)況

信息時(shí)代的高速發(fā)展，推動(dòng)了企業(yè)對(duì)信息化的高要求，而Web服務(wù)成為了很多企業(yè)展示自己和交流的一個(gè)重要平臺(tái)和手段。企業(yè)的網(wǎng)站服務(wù)器隨著被訪問(wèn)的提高，使得單一設(shè)備根本無(wú)法承擔(dān)高訪問(wèn)量的負(fù)載處理。如果扔掉現(xiàn)有設(shè)備去升級(jí)設(shè)備，這樣將造成很大的浪費(fèi)。于是，負(fù)載均衡機(jī)制應(yīng)運(yùn)而生。負(fù)載均衡，英文名稱為L(zhǎng)oad Balance，其意思就是將企業(yè)關(guān)鍵應(yīng)用服務(wù)器和其它企業(yè)關(guān)鍵應(yīng)用服務(wù)器的負(fù)載進(jìn)行平衡、分?jǐn)偟蕉鄠€(gè)企業(yè)關(guān)鍵應(yīng)用服務(wù)器和其它關(guān)鍵任務(wù)服務(wù)器操作單元上進(jìn)行執(zhí)行。負(fù)載均衡技術(shù)建立在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)之上，它提供了一種廉價(jià)有效的方法擴(kuò)展帶寬和增加吞吐量，加強(qiáng)數(shù)據(jù)處理能力，提高服務(wù)器的靈活性和可用性。

二 負(fù)載均衡技術(shù)的應(yīng)用

負(fù)載均衡技術(shù)的應(yīng)用，決定了企業(yè)服務(wù)器的高性能和高利用率。負(fù)載是不可避免的，隨著訪問(wèn)量的增加它就會(huì)增大，面對(duì)負(fù)載我們只有很好的利用均衡技術(shù)把負(fù)載對(duì)服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)的影響降到最低點(diǎn)，提高企業(yè)服務(wù)器的利用率，發(fā)揮服務(wù)器的高性能，為整個(gè)企業(yè)提供快速和便捷的服務(wù)。企業(yè)可根據(jù)網(wǎng)站訪問(wèn)量大小來(lái)適當(dāng)采用適合自己的負(fù)載均衡技術(shù)，當(dāng)訪問(wèn)量不大時(shí)可使用多臺(tái)服務(wù)器來(lái)分擔(dān)負(fù)載，將不同的服務(wù)器用在不同的方面。按提供的內(nèi)容進(jìn)行分割時(shí)，可以將一臺(tái)服務(wù)器用于提供新聞頁(yè)面，而另一臺(tái)用于提供游戲頁(yè)面;也可以按服務(wù)器的功能進(jìn)行分割，將一臺(tái)服務(wù)器用于提供靜態(tài)頁(yè)面訪問(wèn)，而另一些用于提供CGI等需要大量消耗資源的動(dòng)態(tài)頁(yè)面訪問(wèn)。當(dāng)企業(yè)網(wǎng)站訪問(wèn)量增大時(shí)，還用分割法來(lái)均衡負(fù)載已不可用了，由于業(yè)務(wù)量的發(fā)展將非常迅速，并且，網(wǎng)絡(luò)新的應(yīng)用層出不窮，即使按照當(dāng)前最優(yōu)配置建設(shè)的網(wǎng)站系統(tǒng)，也很快會(huì)落后于網(wǎng)絡(luò)流量的發(fā)展。尤其是網(wǎng)站的核心部分，其數(shù)據(jù)流量和計(jì)算強(qiáng)度之大，使得單一設(shè)備根本無(wú)法承擔(dān)，而如何在完成同樣功能的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)合理的業(yè)務(wù)量分配，使之不至于出現(xiàn)一臺(tái)設(shè)備過(guò)忙、而別的設(shè)備卻未充分發(fā)揮處理能力的情況，就成了一個(gè)問(wèn)題，負(fù)載均衡機(jī)制也因此應(yīng)運(yùn)而生。根據(jù)上述分析，流量負(fù)載可能在網(wǎng)絡(luò)中很多地方出現(xiàn)，因而負(fù)載均衡策略也應(yīng)有多種多樣的形式。因此，我們將從網(wǎng)絡(luò)的層次來(lái)闡述一個(gè)企業(yè)網(wǎng)站的負(fù)載均衡方案。

1.服務(wù)器群集均衡方案

企業(yè)網(wǎng)站的Web服務(wù)器及其他應(yīng)用服務(wù)器承載著重要的網(wǎng)站應(yīng)用。然而，單一計(jì)算機(jī)可以提供有限級(jí)別的服務(wù)器可靠性和可伸縮性。但是，通過(guò)將兩個(gè)或兩個(gè)以上高級(jí)服務(wù)器的主機(jī)連成群集，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡就能夠提供關(guān)鍵任務(wù)服務(wù)器所需的可靠性和性能。

使用多服務(wù)器的分布式結(jié)構(gòu)，將網(wǎng)站的Web和其它應(yīng)用分布在多臺(tái)服務(wù)器上，即將企業(yè)網(wǎng)站的Web和其它應(yīng)用服務(wù)分布在4臺(tái)服務(wù)器上。其中每臺(tái)服務(wù)器都具備等價(jià)的地位，都可以單獨(dú)對(duì)外提供服務(wù)而無(wú)須其他服務(wù)器的輔助。然后，通過(guò)NG FW4000防火墻將外部發(fā)送來(lái)的請(qǐng)求均勻分配到4臺(tái)服務(wù)器上，接收到連接請(qǐng)求的服務(wù)器都獨(dú)立回應(yīng)客戶的請(qǐng)求。由于通過(guò)同步分發(fā)，建立內(nèi)容完全一致的Web服務(wù)器并不困難，因此基于服務(wù)器集群的負(fù)載均衡技術(shù)是很容易實(shí)現(xiàn)的。

NG FW4000防火墻可以支持一個(gè)服務(wù)器陣列，這個(gè)陣列經(jīng)過(guò)防火墻對(duì)外表現(xiàn)為單臺(tái)的服務(wù)器，防火墻將外部來(lái)的訪問(wèn)在這些服務(wù)器之間進(jìn)行均衡，同時(shí)可以識(shí)別出故障的服務(wù)器。防火墻的均衡策略如下:

順序選擇地址+權(quán)值。

根據(jù)PING的時(shí)間間隔來(lái)選擇地址+權(quán)值。

根據(jù)CONNECT的時(shí)間間隔來(lái)選擇地址+權(quán)值。

根據(jù)CONNECT然后發(fā)送請(qǐng)求并得到應(yīng)答的時(shí)間間隔來(lái)選擇地址+權(quán)值。

2.網(wǎng)站網(wǎng)絡(luò)傳輸解決方案

由于企業(yè)網(wǎng)站在網(wǎng)站應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)中，要求應(yīng)用系統(tǒng)模塊之間的接口采用XML標(biāo)準(zhǔn)和Web Service規(guī)范，同時(shí)，作為一個(gè)綜合性的大型網(wǎng)站，要求提供標(biāo)準(zhǔn)的在線交易功能和安全可靠的網(wǎng)上支付功能。因此，在網(wǎng)站網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膬?nèi)容上，SSL和XML將占用相當(dāng)?shù)姆?wù)器資源，會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度。

SSL(加密套接字協(xié)議層)是一種應(yīng)用極為廣泛的Web信息安全傳送協(xié)議。目前，98%的Web上的安全傳送都運(yùn)用SSL。SSL已經(jīng)成了安全互聯(lián)網(wǎng)交易中數(shù)據(jù)加密的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，由于SSL運(yùn)用加密算法和密碼，其加密/解密過(guò)程需大量占用服務(wù)器的CPU資源，使CPU利用率接近100%，從而大大降低了服務(wù)器性能。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)用戶大大增加后，網(wǎng)絡(luò)性能將急劇降低，很可能用戶會(huì)因網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)欠佳而失去耐心離開(kāi)網(wǎng)站。

信息時(shí)代，服務(wù)器反應(yīng)速度至關(guān)重要，為根本解決SSL給服務(wù)器運(yùn)行帶來(lái)的不利影響，必須采用專門設(shè)備處理SSL協(xié)議，以使服務(wù)器CPU從繁重的加密/解密過(guò)程中解脫出來(lái)。

當(dāng)使用SSL加速器時(shí)，所有非SSL數(shù)據(jù)流可以未受任何改變地通過(guò)加速器;但是當(dāng)由SSL加密過(guò)的數(shù)據(jù)流經(jīng)過(guò)SSL加速器時(shí)，進(jìn)入的SSL數(shù)據(jù)流被解密并干凈地傳給服務(wù)器，而外流的SSL數(shù)據(jù)流被加密并傳向客戶。這樣服務(wù)器只需簡(jiǎn)單地處理SSL請(qǐng)求，原本消耗眾多計(jì)算資源的HTTP/SSL現(xiàn)在被專用的SSL加速設(shè)備負(fù)責(zé)處理。使用了SSL加速器之后，系統(tǒng)每秒處理的安全連接數(shù)可由原來(lái)幾十個(gè)增長(zhǎng)到數(shù)百個(gè)。當(dāng)然，如果需要最大限度地利用服務(wù)器，也可以卸載SSL處理工作。

此外，SSL加速器可以實(shí)現(xiàn)靈活的動(dòng)態(tài)堆疊，實(shí)行自動(dòng)的“任務(wù)分擔(dān)”以得到最大的擴(kuò)展能力。一般SSL加速器可以自動(dòng)與所有類型的服務(wù)器協(xié)同運(yùn)行，并可以支持一臺(tái)或多臺(tái)服務(wù)器。

XML(擴(kuò)展標(biāo)識(shí)語(yǔ)言)是SGML(標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)識(shí)語(yǔ)言)的一個(gè)子集，它已經(jīng)快速取代EDI(電子數(shù)據(jù)交換)成為B2B網(wǎng)上交易的統(tǒng)一格式。事實(shí)已經(jīng)證明，XML所采用的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)最適合Web開(kāi)發(fā)。XML支持結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，可以更詳細(xì)地定義某個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如，描述產(chǎn)品，詳細(xì)定義該產(chǎn)品的生產(chǎn)廠、產(chǎn)品名、產(chǎn)品號(hào)、產(chǎn)地等信息，這種定義不僅為標(biāo)記該產(chǎn)品提供方便，而且這種XML數(shù)據(jù)很容易按生產(chǎn)廠、產(chǎn)品名等排序，使用戶的查詢變得更方便。XML加速器可以將XML交易進(jìn)行分類，如按照商業(yè)合作伙伴名稱或類型、交易價(jià)值或數(shù)量以及時(shí)刻或時(shí)區(qū)為依據(jù)，配置業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)，從而提高響應(yīng)速度，解放服務(wù)器資源，更快地處理交易。智能化的XML加速器可以使用多變量分類包括與、或，以滿足復(fù)雜業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)要求。還有的XML加速器自身提供服務(wù)器的負(fù)載均衡，以達(dá)到快速、安全的目的。

3.基于網(wǎng)絡(luò)的層次均衡策略

現(xiàn)代負(fù)載均衡技術(shù)通常操作于網(wǎng)絡(luò)的第四層或第七層。第四層負(fù)載均衡將一個(gè)合法的IP地址映射為多個(gè)內(nèi)部服務(wù)器的IP地址，對(duì)每次動(dòng)態(tài)使用一個(gè)內(nèi)部IP地址來(lái)對(duì)應(yīng)一次TCP連接請(qǐng)求，已達(dá)到負(fù)載均衡的目的。第七層控制應(yīng)用層服務(wù)的內(nèi)容，提供了一種對(duì)訪問(wèn)流量的高層控制方式，適合對(duì)HTTP服務(wù)器群的應(yīng)用。第七層負(fù)載均衡技術(shù)通過(guò)檢查流經(jīng)的HTTP報(bào)頭，根據(jù)報(bào)頭內(nèi)的信息來(lái)執(zhí)行負(fù)載均衡任務(wù)。第七層負(fù)載均衡受到其所支持的協(xié)議限制(一般只有HTTP)，這樣就限制了它應(yīng)用的廣泛性，并且檢查HTTP報(bào)頭會(huì)占用大量的系統(tǒng)資源，勢(shì)必會(huì)影響到系統(tǒng)的性能，在大量連接請(qǐng)求的情況下，負(fù)載均衡設(shè)備自身容易成為網(wǎng)絡(luò)整體性能的瓶頸。

三 結(jié)束語(yǔ)

網(wǎng)站負(fù)載解決方案很多，本文主要從網(wǎng)站的層次上闡述了，如何搭建一個(gè)網(wǎng)站的負(fù)載均衡機(jī)制，做到防范于未然，讓網(wǎng)站很好的發(fā)揮其便捷性，靈活性，為企業(yè)的信息化建設(shè)保駕護(hù)航。

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