隨著寧夏社會(huì)保險(xiǎn)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)大集中、應(yīng)用大集中和網(wǎng)絡(luò)大集中的實(shí)施，以實(shí)時(shí)性強(qiáng)、批量業(yè)務(wù)時(shí)間長(zhǎng)、并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)量大、海量數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)為特點(diǎn)的社會(huì)保險(xiǎn)業(yè)務(wù)要求計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須提供7天*24小時(shí)的不間斷可用性、強(qiáng)大的運(yùn)算處理能力、較快的系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間。因此，需要在寧夏社會(huì)保障一卡通工程中使用負(fù)載均衡器，在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上，廉價(jià)有效透明的擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器的帶寬，將網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求分發(fā)到服務(wù)器集群中的可用服務(wù)器上去。通過(guò)管理數(shù)據(jù)流量和增加有效網(wǎng)絡(luò)帶寬，增加吞吐量、加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力、提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可用性，從而使網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)者獲得盡可能最佳的聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)。

綜合考慮負(fù)載均衡器在性能、可擴(kuò)展性、靈活性、可靠性、安全性以及易管理性等方面的因素，寧夏社會(huì)保障一卡通工程中采用深信服AD應(yīng)用交付設(shè)備實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)鏈路負(fù)載和服務(wù)器負(fù)載。

使用負(fù)載均衡技術(shù)主要實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)。首先，大量的并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)或數(shù)據(jù)流量分擔(dān)到多臺(tái)節(jié)點(diǎn)設(shè)備上分別處理，可以實(shí)現(xiàn)用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)流量能在各服務(wù)器上均衡分配，提高服務(wù)器資源利用率，減少用戶(hù)等待響應(yīng)的時(shí)間。其次，單個(gè)重負(fù)載的運(yùn)算分擔(dān)到多臺(tái)節(jié)點(diǎn)設(shè)備上做并行處理，每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備處理結(jié)束后，將結(jié)果匯總，返回給用戶(hù)，系統(tǒng)處理能力得到大幅度提高。最后，某臺(tái)服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)能被及時(shí)檢測(cè)到，并且故障服務(wù)器將會(huì)被自動(dòng)隔離，直到其恢復(fù)正常后自動(dòng)加入服務(wù)器群，實(shí)現(xiàn)透明的容錯(cuò)，保證服務(wù)器整體性能大幅提升。

負(fù)載均衡策略

在寧夏社保信息化系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，選擇合適的負(fù)載均衡策略，可以使多個(gè)設(shè)備能很好地共同完成任務(wù)，消除或避免現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)負(fù)載分布不均、數(shù)據(jù)流量擁擠、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)的瓶頸，同時(shí)保證出現(xiàn)故障的服務(wù)器不再接受服務(wù)請(qǐng)求直至故障恢復(fù)等。負(fù)載均衡策略的優(yōu)劣及其實(shí)現(xiàn)的難易程度有兩個(gè)關(guān)鍵因素：一、負(fù)載均衡算法；二、對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)狀況的檢測(cè)方式和能力。

深信服負(fù)載均衡器集合出入站智能DNS解析、輪詢(xún)、加權(quán)輪詢(xún)、靜態(tài)就近性、動(dòng)態(tài)就近性等算法，解決多鏈路網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中流量分擔(dān)的問(wèn)題，充分提高多鏈路的帶寬利用率，節(jié)約對(duì)通信鏈路的投資；通過(guò)分配最佳的通信線(xiàn)路，使用戶(hù)獲得絕佳的訪(fǎng)問(wèn)體驗(yàn)。此外，深信服負(fù)載均衡器還利用鏈路健康檢查及會(huì)話(huà)保持技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在某條鏈路中斷的情況下仍然可以提供訪(fǎng)問(wèn)鏈接能力，充分利用了多條鏈路帶來(lái)的可靠性保障，對(duì)用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)提供全面支持。

考慮到服務(wù)請(qǐng)求的不同類(lèi)型、服務(wù)器的不同處理能力以及隨機(jī)選擇造成的負(fù)載分配不均勻等問(wèn)題，為了更加合理地把負(fù)載分配給內(nèi)部的多個(gè)服務(wù)器，需要應(yīng)用相應(yīng)的、能夠正確反映各個(gè)服務(wù)器處理能力及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的負(fù)載均衡算法。

運(yùn)用多臺(tái)服務(wù)器集群的機(jī)制，深信服負(fù)載均衡器能將所有真實(shí)服務(wù)器配置成虛擬服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，對(duì)外直接發(fā)布一個(gè)虛擬服務(wù)IP。當(dāng)用戶(hù)請(qǐng)求到達(dá)應(yīng)用交付設(shè)備的時(shí)候，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的基于多重四、七層負(fù)載均衡算法的調(diào)度策略，能夠合理地將每個(gè)連接快速的分配到相應(yīng)的服務(wù)器，從而合理利用服務(wù)器資源。不僅在減少硬件投資成本情況下解決單臺(tái)服務(wù)器性能瓶頸，同時(shí)方便后續(xù)擴(kuò)容，為大并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)量的系統(tǒng)提供性能保障。

通過(guò)對(duì)服務(wù)器健康狀況的全面監(jiān)控，深信服負(fù)載均衡器能實(shí)時(shí)地發(fā)現(xiàn)故障服務(wù)器，并及時(shí)將用戶(hù)的訪(fǎng)問(wèn)請(qǐng)求切換到其他正常服務(wù)器之上，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)服務(wù)器之間冗余。從而保證關(guān)鍵應(yīng)用系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不會(huì)由于某臺(tái)服務(wù)器故障，造成應(yīng)用系統(tǒng)的局部訪(fǎng)問(wèn)中斷。

此外，良好的負(fù)載均衡策略應(yīng)有對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障、服務(wù)器系統(tǒng)故障、應(yīng)用服務(wù)故障的檢測(cè)方式和能力，避免服務(wù)器與某臺(tái)負(fù)載均衡器間的網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，負(fù)載均衡設(shè)備依然把數(shù)據(jù)流量分配到那臺(tái)服務(wù)器，造成大量的服務(wù)請(qǐng)求被丟失，達(dá)不到不間斷可用的要求。

深信服負(fù)載均衡器通過(guò)多個(gè)Internet站點(diǎn)的可達(dá)性，來(lái)共同判斷一條鏈路的狀況。例如，通過(guò)電信線(xiàn)路檢查www.sina.com.cn、www.sohu.com、以及www.qq.com的TCP 80端口，并對(duì)檢查結(jié)果做“或”運(yùn)算。如此，只要其中一個(gè)站點(diǎn)可達(dá)，即可表明鏈路狀態(tài)良好。該方法既避免了ICMP檢查的局限性，也避免了單一站點(diǎn)檢查帶來(lái)的單點(diǎn)失誤。深信服負(fù)載均衡器支持包括基于硬件運(yùn)行狀況的主動(dòng)檢查，基于應(yīng)用類(lèi)型的主動(dòng)檢查，基于觀測(cè)方式的被動(dòng)檢查，以及自定義的健康檢查機(jī)制。

會(huì)話(huà)保持機(jī)制

在寧夏社保信息的醫(yī)療保險(xiǎn)刷卡就醫(yī)即時(shí)結(jié)算過(guò)程中，一個(gè)用戶(hù)與服務(wù)器需要經(jīng)過(guò)多次的交互過(guò)程才能完成一筆交易或者完成一個(gè)請(qǐng)求——由于這幾次交互過(guò)程是密切相關(guān)的，服務(wù)器在進(jìn)行這些交互過(guò)程的某一個(gè)交互步驟時(shí)，往往需要了解上一次交互過(guò)程的處理結(jié)果，或者上幾步的交互過(guò)程結(jié)果，服務(wù)器進(jìn)行下一步操作時(shí)需要所有這些相關(guān)的交互過(guò)程都由一臺(tái)服務(wù)器完成，而不能被負(fù)載均衡器分散到不同的服務(wù)器上。而這一系列的相關(guān)的交互過(guò)程可能是由用戶(hù)到服務(wù)器的一個(gè)連接的多次會(huì)話(huà)完成，也可能是在用戶(hù)與服務(wù)器之間的多個(gè)不同連接里的多次會(huì)話(huà)完成——不同連接的多次會(huì)話(huà)，最典型的例子就是基于http的訪(fǎng)問(wèn)，一個(gè)用戶(hù)完成一筆交易可能需多次點(diǎn)擊，而一個(gè)新的點(diǎn)擊產(chǎn)生的請(qǐng)求，可能會(huì)重用上一次點(diǎn)擊建立起來(lái)的連接，也可能是一個(gè)新建的連接。

通過(guò)深信服負(fù)載均衡器的會(huì)話(huà)保持技術(shù)，可以為用戶(hù)選擇曾連接上的特定服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫地處理用戶(hù)請(qǐng)求；另一方面可以減少新建連接的數(shù)量，有助于減小負(fù)載均衡設(shè)備的系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)。

其中基于Source IP的會(huì)話(huà)保持機(jī)制也被稱(chēng)為基于簡(jiǎn)單會(huì)話(huà)保持，是指深信服負(fù)載均衡器在作負(fù)載均衡時(shí)是根據(jù)訪(fǎng)問(wèn)請(qǐng)求的源地址作為判斷關(guān)聯(lián)會(huì)話(huà)的依據(jù)，對(duì)來(lái)自同一IP地址的所有訪(fǎng)問(wèn)請(qǐng)求在做負(fù)載均時(shí)都會(huì)被保持到一臺(tái)服務(wù)器上去。另外一個(gè)很重要的參數(shù)就是連接超時(shí)值，負(fù)載均衡器會(huì)為每一個(gè)進(jìn)行會(huì)話(huà)保持的會(huì)話(huà)設(shè)定一個(gè)時(shí)間值，從一個(gè)會(huì)話(huà)上一次完成到這個(gè)會(huì)話(huà)下次再來(lái)之前的間隔如果小于這個(gè)超時(shí)值，負(fù)載均衡器會(huì)將新的連接進(jìn)行會(huì)話(huà)保持，但如果這個(gè)間隔大于該超時(shí)值，AD會(huì)將新來(lái)的連接認(rèn)為是新的會(huì)話(huà)然后進(jìn)行負(fù)載均衡調(diào)度。

全局負(fù)載均衡

為實(shí)現(xiàn)將相同應(yīng)用系統(tǒng)的服務(wù)內(nèi)容部署在寧夏社保兩個(gè)數(shù)據(jù)中心之上，保證承載應(yīng)用系統(tǒng)的兩個(gè)數(shù)據(jù)中心能夠具備更高的持續(xù)性和可用性以及快速性，使得用戶(hù)不管身處任何位置都能獲得更快速、更穩(wěn)定的訪(fǎng)問(wèn)體驗(yàn)，在寧夏社保信息化建設(shè)中通過(guò)部署兩臺(tái)深信服負(fù)載均衡器，使用全局負(fù)載功能，進(jìn)行服務(wù)器負(fù)載均衡。同時(shí)使用負(fù)載均衡器的健康檢查機(jī)制，實(shí)時(shí)的監(jiān)控各個(gè)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)故障的數(shù)據(jù)中心或者其內(nèi)部服務(wù)器，從而保證將用戶(hù)后續(xù)訪(fǎng)問(wèn)請(qǐng)求都分配到其他的正常數(shù)據(jù)中心或者服務(wù)器之上。不但使多站點(diǎn)之間形成冗余，保障用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)穩(wěn)定，還提升了各站點(diǎn)的資源利用率。

1、智能DNS方式多站點(diǎn)調(diào)度

利用智能DNS解析技術(shù)，在寧夏社保信息網(wǎng)絡(luò)中以唯一的域名的方式為所有發(fā)布相同服務(wù)的數(shù)據(jù)中心提供統(tǒng)一的入口，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的負(fù)載策略將用戶(hù)的訪(fǎng)問(wèn)請(qǐng)求分配到不同數(shù)據(jù)中心之上，從而實(shí)現(xiàn)多數(shù)據(jù)中心的負(fù)載均衡調(diào)度。

當(dāng)用戶(hù)通過(guò)域名方式進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，可以根據(jù)用戶(hù)使用的Local DNS位置進(jìn)行就近性計(jì)算，將最佳站點(diǎn)的IP地址解析給用戶(hù)。

2、IP-Anycast方式多站點(diǎn)調(diào)度

通過(guò)動(dòng)態(tài)路由協(xié)議在多個(gè)站點(diǎn)發(fā)布虛擬服務(wù)IP，利用網(wǎng)絡(luò)中的路由信息實(shí)現(xiàn)用戶(hù)的就近訪(fǎng)問(wèn)和站點(diǎn)冗余。當(dāng)多個(gè)站點(diǎn)同時(shí)在線(xiàn)提供服務(wù)時(shí)，用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)虛擬服務(wù)會(huì)根據(jù)路由信息來(lái)選擇出最近站點(diǎn)。當(dāng)某個(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，OSPF路由會(huì)刪除到該站點(diǎn)的路由，因此用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)虛擬服務(wù)時(shí)會(huì)將該站點(diǎn)排出選擇，待該站點(diǎn)恢復(fù)以后，OSPF路由則會(huì)重新將該站點(diǎn)的路由加入。路由通知的快慢取決于網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，一般情況下在1分鐘內(nèi)。

3、就近性判斷機(jī)制

為了保障用戶(hù)在訪(fǎng)問(wèn)資源時(shí)，能夠被引導(dǎo)至“最優(yōu)”的數(shù)據(jù)中心，全局負(fù)載均衡設(shè)備需要對(duì)用戶(hù)到各站點(diǎn)之間的距離、延時(shí)及當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的負(fù)荷等眾多因素進(jìn)行分析判斷。深信服全局負(fù)載均衡支持靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種就近性方法，兩種方式可以并存使用。

在靜態(tài)就近性方法中，深信服全局負(fù)載均衡設(shè)備中都搜集了全球的IP地址形成地址庫(kù)，并能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)更新；當(dāng)用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)目標(biāo)IP屬于哪個(gè)運(yùn)營(yíng)商（或地區(qū)），就為用戶(hù)選擇這個(gè)運(yùn)營(yíng)商（或地區(qū)）的數(shù)據(jù)中心（或鏈路）。當(dāng)用戶(hù)請(qǐng)求沒(méi)有包含在設(shè)備的地址庫(kù)中時(shí)，深信服全局負(fù)載均衡設(shè)備將會(huì)主動(dòng)查詢(xún)?cè)摰刂匪鶎俚貐^(qū)（或運(yùn)營(yíng)商），匹配之后再根據(jù)靜態(tài)就近性為用戶(hù)選擇數(shù)據(jù)中心。如果上述兩種方式都無(wú)法判別用戶(hù)請(qǐng)求IP所屬地區(qū)（或運(yùn)營(yíng)商），則直接使用動(dòng)態(tài)就近性。

在動(dòng)態(tài)就近性方法中，當(dāng)用戶(hù)發(fā)起訪(fǎng)問(wèn)請(qǐng)求時(shí)，深信服負(fù)載均衡設(shè)備可以通過(guò)綜合考慮各數(shù)據(jù)中心的傳輸延遲和數(shù)據(jù)中心鏈路的實(shí)時(shí)負(fù)荷，準(zhǔn)確計(jì)算出最佳路徑，將用戶(hù)引導(dǎo)至最佳的數(shù)據(jù)中心。

虛擬化在負(fù)載均衡器上的應(yīng)用

為適應(yīng)雙活應(yīng)用級(jí)數(shù)據(jù)中心建設(shè)，負(fù)載均衡器應(yīng)實(shí)現(xiàn)虛擬化、Cluster冗余等多種技術(shù)的有機(jī)組合，將大量低端負(fù)載均衡器整合為少數(shù)高性能負(fù)載均衡器，極大地簡(jiǎn)化IT系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并降低成本。

通過(guò)虛擬化技術(shù)有效避免多業(yè)務(wù)沖突的問(wèn)題。采用虛擬化技術(shù)，把一臺(tái)高端的物理負(fù)載均衡器劃分成多個(gè)虛擬負(fù)載均衡器。每個(gè)虛擬負(fù)載均衡器運(yùn)行不同的業(yè)務(wù)邏輯和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，彼此之間完全隔離。任何一個(gè)虛擬負(fù)載均衡器上的安全問(wèn)題或系統(tǒng)崩潰都不會(huì)影響同一平臺(tái)上的其他虛擬設(shè)備。系統(tǒng)管理員可以靈活的在虛擬設(shè)備間分配平臺(tái)資源以適應(yīng)不斷變化的應(yīng)用流量。這樣，可以把幾十甚至上百個(gè)應(yīng)用部署在一臺(tái)高端負(fù)載均衡器上，彼此間毫無(wú)沖突且軟硬件資源按需分配。各虛擬設(shè)備分配不同的管理界面，實(shí)現(xiàn)各自獨(dú)立管理。

使用Cluster技術(shù)將多臺(tái)負(fù)載均衡設(shè)備部署在同一個(gè)群集內(nèi)，實(shí)現(xiàn)性能的水平擴(kuò)展和設(shè)備之間的冗余備份，簡(jiǎn)化配置，方便管理，通過(guò)提供一個(gè)虛擬服務(wù)IP地址，以代理方式將虛擬服務(wù)IP映射為負(fù)載均衡器內(nèi)部的全局虛擬服務(wù)IP，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)鏈路負(fù)載，提高可用性和可靠性。虛擬化技術(shù)和Cluster帶來(lái)的益處包括：

1、提高設(shè)備利用率。將多臺(tái)低利用率的負(fù)載均衡器的負(fù)載整合到一臺(tái)設(shè)備，提高硬件設(shè)備利用率，節(jié)省投資成本。

2、資源靈活分配。按需調(diào)整多個(gè)虛擬負(fù)載均衡器間的資源，無(wú)須再為單個(gè)應(yīng)用的流量增加而購(gòu)置新設(shè)備。

3、快速應(yīng)用部署。相對(duì)于物理負(fù)載均衡器以小時(shí)，甚至以天計(jì)的安裝時(shí)間，虛擬負(fù)載均衡器幾分鐘即可完成新應(yīng)用的上線(xiàn)。

4、節(jié)能減排。采用虛擬化技術(shù)整合后，減少了負(fù)載均衡器數(shù)量，降低能耗，節(jié)省機(jī)架空間，提高機(jī)房密度。

5、通過(guò)與服務(wù)器虛擬化或服務(wù)器整合技術(shù)相配合，可以為更多的微型系統(tǒng)提供負(fù)載均衡服務(wù)。