负载均衡技术在北京大学数字图书馆门户服务中的实践和应用
云计算环境下基于服务质量的数字图书馆负载均衡机制研究
云计算环境下基于服务质量的数字图书馆负载均衡机制研究作者：陈臣高军来源：《新世纪图书馆》2014年第02期摘要云计算环境下，运行大规模并行任务容易造成数字图书馆服务系统负载不均衡和运营效率低下。
为了实现云环境下虚拟资源的高效调度和满足用户对服务质量的需求，论文提出了一种云环境下基于服务质量的数字图书馆负载均衡机制，该机制能有效实现数字图书馆云计算系统中的负载均衡和保证具有较高的运营效率。
关键词云计算服务质量数字图书馆负载均衡机制分类号 G250.760 引言2012年12月24日，亚马逊公司开发人员在维护位于美国东海岸的网络服务弹性负载平衡系统（ELB）时，因意外删除了云服务上流量分配系统的相关数据，造成亚马逊云计算服务在圣诞夜中断，导致Twitter、FoureSquare、Reddit等多家公司业务受到了不同程度的影响。
因此，云服务商的弹性负载平衡能力和服务可持续性，对图书馆云服务有效性和读者满意度有较大影响。
随着读者云阅读模式的转变与服务要求的提高，云图书馆数据中心服务负载量呈现级数激增趋势。
在保证读者云阅读QOS需求的前提下，如何通过高效的负载均衡策略，均衡云图书馆服务器负载量、优化网络拓扑结构和增强数据处理能力，以及提高云图书馆对读者大量并发访问服务的处理能力和效率，是保证图书馆云服务安全、高效、经济、灵活与可扩展的前提，同时也是提高云服务读者满意度和增强市场竞争力的关键[1]。
1 云图书馆负载均衡存在的问题与需求1.1 提高数据中心硬件设备的服务支撑能力云计算环境下，图书馆云服务模式和运营方式将随着读者云个性化阅读需求的发展而转变。
此外，图书馆云数据中心的服务负载和数据流量将呈现快速增长模式，其服务内容与服务模式复杂化将是图书馆云服务发展的另一个趋势。
因此，必须通过有效的负载均衡策略，为不同云平台和云服务模式提供所需的负载均衡保障。
在均衡云图书馆数据库、HTTP、应用与服务管理系统、电子邮件、博客、安全系统、代理服务器等硬件设备负载前提下，还应保证均衡方案具有较高的容错性和可用性[2]。
让访问变得简单高效——ArrayNetworks负载均衡与远程接入解决方案在北京印刷学院的应用
校 务办公 系统方 面 ， A r r a y N e t w o r k s 为 北 京 印刷学 院办公 系统分配 了一 个 S S L
V P N 门 户 ， 这 个 门户 具 有 自己 的域 名 和 I P
地 址 。 使用 S S L V P N 接入 的师生 ， 只需要
登 陆此 S S L V P N 门户 ， 经 过 认 证 和 授 权 ， 即 会 打开 L 3 V P N 通 道 ， 通 过此 隧道 就 可 访 问 校 务办公 系统 ， 如查看排课 系统信息 、 查看
除此 之外 ， 如何提供— 个提供数据加 密 、 认证 授权机制 ， 同时又 安全 陕捷 的解决办法 仍然是一 个 问题 。
A r r a y 的整体解决方案
北 京 印刷学 院原 本通 过 一 条 C N C 链路
连接 in t e r n e t ， 带宽为5 0 M bp s~ 通 过 CE R NE T
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术实现 根据用 户所处 网络不 同 ， 使用户通
过 不 同链 路 访 问 内部 资源 ， 以 达 到 最 快 的
通 过 A r r a y S S L V P N 的接入 ， 使广大 师 生 能够通 过公 网远 程接入 校 园的数字 图书 馆 系统 ， 甚 至 是海外数字 图书馆 ， 充分发挥 数字 图书馆 的文献作用 ， 方便师生 查 阅 ， 提 高学 院教 学 、 研 究 的水 平 。 提高校务办公 系统的使用范围
某高校负载均衡解决方案需求分析
摘要***学院是中国***教育的学府。
其对校园网建设非常重视，信息化建设也走在高校信息化前沿。
目前其校务系统、OA系统建设已初具规模，由于校园网和外界的接口有中国网通、中国电信和教育网三种接入链路，如何将访问流量合理分担保障用户出入向链路负载均衡是用户必须解决的问题。
***学院应用及需求介绍学院用户之前一直采取防火墙或路由器的动态路由方式进行多链路“负载“，在使用当中发现很多问题如下：●在多链路环境的实际应用中，链路没有更好的进行负载分担；●多链路网络解决方案仅仅是“共享”式，而不是真正的负载均衡；●由于各个运营商之间存在互联互通的问题，没有实现根据网络就近性的路径判断；●对流入的流量没有很好的解决根据网络的就近性来导向用户的访问请求，使外部的用户能最快的访问对外服务；●对流出的流量无法解决自动选择最快链路，达要目标资源的访问策略；●对于链路的健康状况也不能实时监测，也解决不了链路容灾，也就是当某一条链路出现故障后，将其流量导向另外链路的策略。
除上述问题以外，随着校园网信息化建设的更进一步完善，用户必然还会面对如下问题：1)多链路ISP校园主页访问管理优化随着学校信息发布系统，如学校主页、各个学院的主页的丰富和发展，越来越多的互联网用户（包括CERNET用户和电信用户、网通用户）将通过校园网出口链路访问学校内部的信息系统。
***学院学校网络有三条Internet接入，Cernet、中国网通、中国电信，这样，用户必须采取多链路解决方案来避免Internet接入中断所造成的损失。
当校园网三条出口链路分别连接到CNC、TEL和CERNET以实现内容发布功能时，为了提高对用户访问的响应速度，希望能够根据用户发起访问的源IP地址的不同让用户通过不同的链路进行接入访问，即从CERNET发起访问的用户从校园网教育网链路访问到校园网内部的服务器，从CNC发起访问的用户直接通过校园网CNC专线链路访问到校园网内部的服务器。
数字化校园中门户服务负载均衡的分析与实现
数字化校园中门户服务负载均衡的分析与实现
门华
【期刊名称】《重庆工商大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2007(24)1
【摘要】对数字化校园的总体结构进行了介绍,简述了门户系统在数字化校园建设中的重要地位和作用,着重分析了数字化校园建设中门户服务负载均衡的实际需求,提出了实现负载均衡的方案,并对该方案进行了验证.
【总页数】3页(P79-81)
【作者】门华
【作者单位】重庆工商大学,网络管理中心,重庆,400067;重庆大学,计算机学院,重庆,400044
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.负载均衡技术在北京大学数字图书馆门户服务中的实践和应用 [J], 庄纪林
2.数字化校园中门户平台的关键技术分析与实现 [J], 陈伟;汪涛
3.高校数字化校园统一门户平台设计与实现 [J], 蒋守花
4.负载均衡实现门户网站双栈访问研究 [J], 宫帅; 李彬; 柴吴军
5.数字化校园统一信息门户规划与实现 [J], 刘振宇
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云计算环境下基于服务质量的数字图书馆负载均衡机制研究
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０ 引言
２ ０ １ ２年 １ ２川 ２ ４ 日 ，亚 马 逊 公 司 开 发 人 员 在 维
１ 云 图书馆负载均衡存在的问题 与需求
１ ． １ 提 高 数据 中心硬 件设 备 的服务 支撑 能 力 云计 算 环境 下 ，图 书 馆 云服 务 模式 和运 营 方式 将 随着 读 者 云个性 化 阅读 需 求 的发 展 而转 变 此 外 ， 图书馆 云 数 据 中 心 的 服务 负 载 和数 据 流 量 将 呈 现快 速 增 长模 式 ，其 服 务 内容 与 服 务模 式 复 杂 化 将 是 图
图书馆自助服务的个性化应用——北京大学图书馆的实践与经验
为满足读者的文 印需求 ， 京大学 图书馆 自助 蓑 北
打 印／ 印／ 描 系统 共 部 署 了 ７个 服 务 点 ， 括 ３ 朋 复 扫 包 台彩色 文 印机 和 ４台黑 白文 印机 ， 置 提供 国际 网环 境 ， 据 不 同 根
的读 者类 型及 身份 提供 免费 机时 或 适 当收 费 。分 散 放 置 的微机 ， 取 用户名 直接 登 录认 证 的方 式 ， 者 采 读 只需 输入 用户 名 和 密 码并 通 过认 证 便 可 上 机 检 索 ， 该 区域只 提供 校 园 网环境 ， 要 服 务 于具 有 校 园一 主 卡 通 的读者 ， 类 读 者 可 以 通 过 自己在 学 校 开设 的 该 网关 帐号及 密 码访 问外 网 。 读 者 自助 上机 流程 如 图 １ 。
自助 服 务 点 由打 印 ／ 印／ 描 多 功 能 一 体 机 ＭＦ 士 复 扫 Ｐ
（ ｌ－ ｎｔ ｎｐｉ ｅ） ｍｕｔｆ ｃ ｏ ｒ ｔｒ和一台触摸屏控制柜组成。 廖 ｉｕ ｉ ｎ
自助打 印 、 复印 、 描 为 有 偿 服 务 ， 据 文 印 的不 同 围 扫 根
幅 面及 黑 白或 彩 色制 定 了收 费 标 准 ， 者 凭 借 已充 读 值 的校 园一 卡通 或长 期 临时 卡 、 期 临时 卡 ， 可选 短 便 择 自助 服务 点完 成文 件 的打 印 、 印和 扫描 。 复
传 递 中心 的 图书馆 ， 适逢 信 息技 术 高速 发 展 的时 代 ， 也 在 随着社 会 的进 步而 发展 变化 。从 馆 藏 内容和 载
文将 详细 介绍 北京 大学 图 书馆 自助 服务 体 系 的应 用
内容 及特 点 。 ２ 北 京 大学 图 书馆 自助服 务体 系
负载均衡的技术原理及应用
负载均衡的技术原理及应用1 概述1.1 负载均衡产生背景1.1.1 服务器负载均衡产生背景随着Internet的快速发展和业务量的不断提高，基于网络的数据访问流量迅速增长，特别是对数据中心、大型企业以及门户网站等的访问，其访问流量甚至达到了10Gb/s的级别；同时，服务器网站借助HTTP、FTP、SMTP等应用程序，为访问者提供了越来越丰富的内容和信息，服务器逐渐被数据淹没；另外，大部分网站（尤其电子商务等网站）都需要提供不间断24小时服务，任何服务中断或通信中的关键数据丢失都会造成直接的商业损失。
所有这些都对应用服务提出了高性能和高可靠性的需求。
但是，相对于网络技术的发展，服务器处理速度和内存访问速度的增长却远远低于网络带宽和应用服务的增长，网络带宽增长的同时带来的用户数量的增长，也使得服务器资源消耗严重，因而服务器成为了网络瓶颈。
传统的单机模式，也往往成为网络故障点。
图1 现有网络的不足针对以上情况，有以下几种解决方案：(1) 服务器进行硬件升级：采用高性能服务器替换现有低性能服务器。
该方案的弊端：·高成本：高性能服务器价格昂贵，需要高额成本投入，而原有低性能服务器被闲置，造成资源浪费。
·可扩展性差：每一次业务量的提升，都将导致再一次硬件升级的高额成本投入，性能再卓越的设备也无法满足当前业务量的发展趋势。
·无法完全解决现在网络中面临的问题：如单点故障问题，服务器资源不够用问题等。
(2) 组建服务器集群，利用负载均衡技术在服务器集群间进行业务均衡。
多台服务器通过网络设备相连组成一个服务器集群，每台服务器都提供相同或相似的网络服务。
服务器集群前端部署一台负载均衡设备，负责根据已配置的均衡策略将用户请求在服务器集群中分发，为用户提供服务，并对服务器可用性进行维护。
该方案的优势：·低成本：按照业务量增加服务器个数即可；已有资源不会浪费，新增资源无需选择昂贵的高端设备。
浅谈高校数字图书馆负载均衡解决方案
浅谈高校数字图书馆负载均衡解决方案摘要：由于目前现有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地增大，使得单一的服务器设备根本无法承担。
在此情况下，如果扔掉现有设备去做大量的硬件升级，这样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时，这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增长的需求。
关键词：负载均衡；应用；图书馆；安全中图分类号：TP3-05 C289 文献标识码：A 文章编号：1673-0992（2010）06A-0063-01一、环境需求随着计算机技术的发展，基于网络环境的学习已成为一种新的学习理念和学习环境，并改变了高校园区内师生的学习生活。
但随着访问量的激增，如何构建面向全校的图文信息资源中心共享平台，以确保平台在运行过程中的稳定性和高服务品质是需要解决的关键问题。
尤其是当大规模并发访问时所带来的网络中各个核心部分业务量上升，访问量和数据流量增长，相应的处理能力和计算强度也迅速增大，从而引起核心网络设备过载，网络瓶颈和网络拥塞等问题。
在这种情况下，单纯追求高性能硬件来解决问题，无疑会造成高额的成本投入；而且，性能再优秀的设备也无法应对当前和今后快速增长的业务量的需求。
因此，研究负载均衡技术在网络教学环境中的实际应用，成为解决上述问题的重要手段。
二、项目概况该职业技术学院是省教育部认可的直属学院，在校师生超过13000人。
学院面向教育网络化信息化，建立了一套完善的现代数字图书馆体系。
系统整合了学院自动化图书查询体系，中国期刊网数据库，维普期刊，超星图书，书生图书，CNKI等多个子系统。
系统所有服务器都同时运行着W eb 应用、APP 应用和数据库服务；而资源利用率、服务器配置等的差异也造成了服务器负载的差异。
例如，中国期刊网服务器和超星电子图书服务器负载过高，不能提供高性能的应用服务，而书生电子图书服务器负载一般。
CALIS高校数字图书馆云服务平台及资源整合模式
• 组织成员馆在CALIS中心网站共建和共享资源，使 用、租用和参加提供相关服务
澳门共享域
旅游院校五星联盟共享域
陆续开通的其他共享域
• 浙江（6个） • 海南 • 吉林 • 山东 • 新疆 • 江西 • 黑龙江 •…
成员馆与 CALIS各 中心之间 的互操作
共享域级 云平台2
F
虚拟共享域2
实体共享域2
CALIS提供的整合/共享模式
• 资源共享
– 汇集各类资源，提供元数据搜索服务（Global、Local）
• 服务共享
– 以统一身份认证/联合认证为基础，构建全国性的共享 读者认证中心——CALIS统一认证中心，实现跨馆、跨 域的单点登录，并为SNS社区的互联奠定基础
CALIS三期云服务平台架构
• 采用云计算、Web2.0、 等技术，建立高校数字 图书馆云 – 中心级云服务平台：
• 提供SaaS、DaaS、 PaaS等服务
– 共享域级云服务平台： • 重点提供SaaS服务。
CALIS中心级云服务平台
• 数据和检索服务：
– Global服务：eduChina、CCC、联合目录等
信息服务机构
标准规范 业务培训 数据服务 注册服务 业务服务
接口服务
本地系统
发 布 标 准 规
范
发 布 应 用 指
南
网
网业
标 培 上 自 自 上 务 订购并同步
准 训 业 主 我 认 问 CALIS数据，
认 管 务 学 测 证 题 构建本地服务
证 理培习验考解
环境
训
试答
机构 信息 维护
北大数字图书馆门户的理念与功能
通过开放存取，学术研究成果可以得到更广泛的 传播和应用，促进学术交流和知识创新。
资源共享
资源共享是数字图书馆的重要理念之一，旨在通过数字化技术和网络平台实现资源 的共建共享。
北大数字图书馆门户致力于整合各类学术资源，为用户提供一站式的资源获取和服 务体验。
通过资源共享，可以避免资源的重复建设和浪费，提高资源利用效率和学术研究水 平。
知识服务
知识服务是数字图书馆的核心 功能之一，旨在为用户提供专 业化、个性化的知识解决方案。
北大数字图书馆门户以用户 需求为导向，提供定制化的 知识服务，满足不同领域和
层次的用户需求。
知识服务可以帮助用户解决实 际问题，提高其工作效率和创 新能力，促进知识的应用和转
化。
02 北大数字图书馆门户的功 能
检索与获取
01
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跨库检索
用户可以在一个平台上检索多 个数字图书馆资源，包括图书
、期刊、学位论文等。
全文获取
提供多种格式的全文下载，满 足用户对不同设备、软件的需
求。
多语言支持
支持中、英、法、德等多种语 言检索，满足国际用户的需求
。
检索结果优化
根据用户历史检索记录，智能 推荐相关文献，提高检索效率
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
学科评价等。
学术交流与合作
学术交流平台
提供在线学术交流功能，方便用户之间分享 研究成果、交流学术思想。
开放存取
积极推动学术资源的开放存取，促进学术成 果的传播与共享。
合作研究
支持跨机构、跨领域的合作研究，促进学术 资源的共享与整合。
北师大出口链路负载均衡-技术word精品文档13页
北京师范大学出口链路负载均衡项目解决方案技术建议书杭州华三通信技术有限公司2019年07月目录1、项目概述................................................................................................... 错误！未定义书签。
1.1、北京师范大学校园网简述 (2)1.2、校园网出口情况和当前遇到的问题 (2)1.3、北京师范大学出口负载均衡需求分析 (3)2、出口负载均衡整体设计 (4)2.1链路负载均衡原理介绍 (4)2.1.1 Outbound链路负载均衡 (4)2.1.2 Inbound链路负载均衡 (5)2.2 出口负载均衡拓扑结构设计 (6)2.3产品选择 (6)2.4 H3C解决方案优势 (7)2.4.1方案高可靠性 (7)2.4.2方案高性能、无瓶颈 (8)2.4.3方案管理简单 (8)3 投标产品介绍 (9)3.1.产品概述 (9)3.2产品特点 (9)3.3产品规格 (11)3.4典型组网 (13)服务器负载均衡组网应用： (13)链路负载均衡组网应用： (13)4负载均衡典型案例应用 (13)4.1海南移动IDC (13)4.2国家图书馆 (13)4.3中央电教馆网络中心 (13)4.4海南气象局 (13)4.5河南电力 (13)4.6山西电子政务外网 (13)4.7安徽农信对外数据中心 (13)4.8东电新大楼外网 (13)4.9深圳高新网网络 (13)4.10其他用户名单 (13)1、项目概述1.1、北京师范大学校园网简述北京师范大学校园网经过了十几年的建设历程，覆盖了教学科研区和学生宿舍区的全部楼宇，近年来无线网也遍布学校教学科研区和学生宿舍区的每个角落，校园网络随处可得。
目前建设成为已经建设成万兆核心网络，千兆接入楼宇，百兆到桌面，支持IPv4和IPv6网络双栈协议的校园网。
数字图书馆时代信息资源的组织整合与服务
资源的组织
几个趋势：
二次文献＝》一次文献 全文刊=》全文书 购买资源=》本地资源建设
馆藏的数字化加工 数据加工
数字化馆藏=》数字馆藏（后天的=》天生的） 单一性馆藏=》整合型馆藏
数字图书馆时代 信息资源的组织、整合与服务
北京大学图书馆 聂华
2019-5-31 平谷
主要内容
数字图书馆 资源的组织 资源的整合 北京大学数字图书馆建设的思考与
实践
数字图书馆
数字图书馆-定义
定义一： 一个数字信息对象收藏，包括支持用
户进行定位、检索和获取这些信息对象 的服务，组织和表现这些对象的方法以 及将这些对象提供给用户的相关的信息 技术。-DLF
资源的整合－例3
数字图书馆系统
一般特点
采用DL自动构筑技术 基于XML/元数据的集
成系统 以用户为中心 向KMS的扩展性
功能特点
提供Metadata及DTD 编辑器
支持Multi Marc 支持Dublin Core 可导入外部DB
资源的整合－例3
环境特点
北京大学数字图书馆建设 －思考与实践
三个阶段： 实验性建设阶段 小规模建设阶段 数字图书馆建设阶段
北京大学数字图书馆建设 －思考与实践
第一阶段：实验性建设阶段 特点：
以购买资源建设为主 以针对本地馆藏的实验性项目尝试为辅
项目：
二次文献的购买 与新西兰数字图书馆项目合作：
整合的目的 一次性用户认证 统一的公共界面 + 个性化服务 推送式服务
资源的整合
图书馆网络的负载均衡技术
图书馆网络的负载均衡技术
图书馆网络的负载均衡技术可以有效地提高网络的性能，减少网络延迟，提高网络的可用性和可靠性。
常用的负载均衡技术有软件定义网络（SDN）、负载均衡器（LB）、路由器和交换机等。
1. 软件定义网络（SDN）：SDN是一种新型的网络技术，它可以更灵活地管理网络，实现负载均衡、路由选择、流量控制等功能。
2. 负载均衡器（LB）：负载均衡器是一种硬件设备，它可以根据网络的负载情况，将流量分发到多个服务器上，从而达到负载均衡的目的。
3. 路由器和交换机：路由器和交换机也可以实现负载均衡，它们可以根据相应的算法，将流量分发到多个服务器上，从而达到负载均衡的目的。
图书馆自助服务的个性化应用_北京大学图书馆的实践与经验
图书馆自助服务的个性化应用)))北京大学图书馆的实践与经验t 高桂英 黄涛 聂华摘要 /自助服务0是当前信息社会的高频用词,渗透于人们日常工作、生活的各个方面。
图书馆的自助服务不仅是信息社会自助服务应用的一隅,而且代表着图书馆在信息时代发展的一个方向。
作者通过对北京大学图书馆自助服务项目的详细介绍,探讨图书馆自助服务的个性化需求,从而为图书馆自助服务系统和项目的发展完善提供实践经验的参照。
关键词 自助服务 一卡通 身份认证 过期罚款随着社会的进步及信息科学技术的发展,各种自助服务与人们的生活如影随形。
作为信息管理及传递中心的图书馆,适逢信息技术高速发展的时代,也在随着社会的进步而发展变化。
从馆藏内容和载体的多样化、服务范畴和形式的复杂化,到服务对象的扩大化和服务时间的延长化,都要求图书馆更科学、灵活、高效和全面地开展服务。
图书馆自助服务也由此应运而生。
1 图书馆自助服务概念图书馆自助服务是指/读者通过自己的技能,在一定服务设施的帮助下,按照一定的工作流程的指引,利用图书馆的各种资源解决问题的一种自我参与的服务方式0[1]。
目前,国内外对图书馆自助服务所涵盖的内容虽然没有给予明确界定,但大都包括三部分:文献借阅与归还;机房管理;文献的打印、复印和扫描[2]。
其中,文献的借阅与归还除包含传统的纸质文献外,同时还包括各种电子文献。
例如纸质文献有开架借阅、自助借还、自助预约、自助续借等,电子资源也有自助在线阅览、多媒体文件的自助点播等[3]。
而对于上述自助服务,公共图书馆和高校图书馆皆根据读者的不同需求和图书馆的实际情况,在内容和形式的创新及管理等方面也是各有千秋。
北京大学图书馆本着为读者提供更科学、高等效服务的宗旨,根据本馆特点,尝试着构建了一套包括电子资源自助检索,自助打印、复印和扫描,自助缴纳图书过期罚款等项目在内的自助服务体系。
本文将详细介绍北京大学图书馆自助服务体系的应用内容及特点。
2 北京大学图书馆自助服务体系211 自助检索上机北京大学图书馆用于电子资源自助检索的计算机,采用集中与分散相结合的分布方式。
负载均衡技术应用介绍
负载均衡技术应用介绍由于网络的数据流量多集中在中心服务器一端，所以现在所说的负载均衡，多指的是对访问服务器的负载进行均衡（或者说分担）措施。
负载均衡，从结构上分为本地负载均衡和地域负载均衡(全局负载均衡)，前一种是指对本地的服务器集群做负载均衡，后一种是指对分别放置在不同的地理位置、在不同的网络及服务器群集之间作负载均衡。
每个主机运行一个所需服务器程序的独立拷贝，诸如Web、FTP、Telnet或e-mail服务器程序。
对于某些服务（如运行在Web服务器上的那些服务）而言，程序的一个拷贝运行在群集内所有的主机上，而网络负载均衡则将工作负载在这些主机间进行分配。
对于其他服务（例如e-mail），只有一台主机处理工作负载，针对这些服务，网络负载均衡允许网络通讯量流到一个主机上，并在该主机发生故障时将通讯量移至其他主机。
■DNS最早的负载均衡技术是通过DNS来实现的，在DNS中为多个地址配置同一个名字，因而查询这个名字的客户机将得到其中一个地址，从而使得不同的客户访问不同的服务器，达到负载均衡的目的。
DNS负载均衡是一种简单而有效的方法，但是它不能区分服务器的差异，也不能反映服务器的当前运行状态。
当使用DNS负载均衡的时候，必须尽量保证不同的客户计算机能均匀获得不同的地址。
由于DNS数据具备刷新时间标志，一旦超过这个时间限制，其他DNS服务器就需要和这个服务器交互，以重新获得地址数据，就有可能获得不同IP地址。
因此为了使地址能随机分配，就应使刷新时间尽量短，不同地方的DNS服务器能更新对应的地址，达到随机获得地址，然而将过期时间设置得过短，将使DNS流量大增，而造成额外的网络问题。
DNS负载均衡的另一个问题是，一旦某个服务器出现故障，即使及时修改了DNS 设置，还是要等待足够的时间（刷新时间）才能发挥作用，在此期间，保存了故障服务器地址的客户计算机将不能正常访问服务器。
尽管存在多种问题，但它还是一种非常有效的做法，包括Yahoo在内的很多大型网站都使用DNS。
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１ 引 言
１ ］ 功能、 性能和稳定性是衡量数字图书馆门户可用性的主要指标。北京大学数字图书馆门户 ［ 以教学科研为
服务目标， 以用户需求为主导， 多途径整合资源和服务， 依托 Ｃ Ａ Ｄ Ｌ Ｉ Ｓ 门户系统构建了一个面向信息化校园， 并对 外部环境开放的学术型、 研究型的数字图书馆门户。随着北京大学数字图书馆门户的正式发布和运行， 用户对主 页的访问量逐年增加。为了保证高性能和可用性， 北京大学数字图书馆门户服务在一开始就应用负载均衡系统， 并在运行阶段不断完善负载均衡方案， 最终为门户系统的性能和稳定起到了优化系统和程序所不能达到的作用， 提高了服务质量， 增加了读者满意度。
收稿日期： ２ ０ ０ ８－ ０ ３－ ３ １ 收修改稿日期： ２ ０ ０ ８－ ０ ４－ １ １
７ ５ Ｘ Ｉ Ａ Ｎ Ｄ Ａ Ｉ Ｔ Ｕ Ｓ Ｈ ＵＱ Ｉ Ｎ Ｇ Ｂ Ａ ＯＪ Ｉ Ｓ Ｈ Ｕ
应用实践
地址， 从而访问不同的服务器， 达到负载均衡的目的。 Ｎ Ｓ 的负载均衡技术很适于实现广域网的负载 基于 Ｄ 均衡。 ２ ． ２ 基于反向代理的负载均衡 基于反向代理的负载均衡技术使用代理服务器将 用户请求均匀地转发给多台内部服务器之一， 从而达 到负载均衡的目的。它有一个显著的优点， 即能提供 高速缓存技术， 提升单机服务性能。但是据笔者所知， 市场上并没有成熟的基于反向代理的负载均衡系统， 实际应用中都是利用代理服务器系统的反向代理功能 实现简单的负载均衡， 并不能实现会话保持、 健康检测 以及各种灵活的负载均衡方案。 ２ ． ３基于 Ｈ Ｔ Ｔ Ｐ重定向的负载均衡 基于 Ｈ Ｔ Ｔ Ｐ重定向的负载均衡系统利用 Ｈ Ｔ Ｔ Ｐ协 议中支持 Ｌ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ指令来实现 Ｗｅ ｂ网站的负载均衡。 它的优点是天生就能实现会话保持。其缺点是后台服 Ｐ地址， 这就意味着用户可以绕过 务器必须采用真实 Ｉ 负载均衡器而直接选择访问哪一台服务器。它的另一 个缺点是只支持 Ｈ Ｔ Ｔ Ｐ服务的负载均衡， 对于其他类 型的网络服务则无能为力。 ２ ． ４ 基于 Ｎ Ａ Ｔ的负载均衡 基于 Ｎ Ａ Ｔ的负载均衡技术设置一个外部地址， 当 用户访问该外部地址时， 地址转换网关会把用户请求 转发给内部服务器之一， 并且把请求的源地址改为自 己的内部 Ｉ Ｐ地址； 当内部服务器把响应发给地址转换 网关时， 地址转换网关又把内部服务器的响应发给用 户， 并且把响应的源地址改为外部地址。这种技术和 反向代理技术似乎很像， 其实反向代理技术工作在应 用层， 而Ｎ Ａ Ｔ技术工作在 Ｉ Ｐ层， 这是两者本质的区别。 反向代理技术由于工作在应用层， 它必须理解提供服 务的每一种协议细节； 而Ｎ Ａ Ｔ技术由于工作在 Ｉ Ｐ层， 并不需要理解和操纵应用层的数据， 因此基于 Ｎ Ａ Ｔ的 负载均衡技术是目前总第 １ ６ ７期 ２ ０ ０ ８年 第 ７期
在标准模式下， 服务器的 Ｉ Ｐ地址可设置为私网 Ｉ Ｐ 地址， 服务 器 的 网关 为 负载均衡器。在单 臂 模 式 下， 服务器的 Ｉ Ｐ地址均为外网地址， 服务器的网关也不是 负载均衡器。由于北京大学数字图书馆的服务及其门 户是以分布式的系统群为基础的， 包括门户管理、 统一 认证、 统一检索、 知识导航、 资源调度、 虚拟咨询、 馆际 互借、 网络培训以及各个特色资源和服务应用（ 如北 大图书馆的北大名师、 古文献资源库、 学位论文等）等 数十个独立的应用系统， 如果采用单臂模式， 将大量占 Ｐ地址资源， 所以在具体实施中笔者采用标 用宝贵的 Ｉ 准模式。采用标准模式的另一个好处是避免用户绕过 负载均衡器直接访问服务器， 这不仅有利于增加服务 器的安全， 而且保证了当某台服务器由于升级等原因 暂时关 闭 相 应 的 服 务 时 用 户 仍 然 可 以 正 常 访 问 到 服务。 ３ ． ３ 负载均衡策略 负载均衡器根据负载均衡策略把客户端请求分发 到服务器群中最合适的服务器上， 实际上负载均衡器 只对新会话进行负载均衡。对于需要进行会话保持的 客户端请求， 负载均衡器则交给会话模式和应用层会 话保持机制来处理。通常用户访问一个网页时， 浏览 器会同时打开多个“ 物理” 会话来获取一个网页中的 Ｐ地址和不 不同部分， 这些物理会话具有相同客户端 Ｉ 同客户端端口。如果这个 Ｗｅ ｂ服务是需要进行会话 保持的， 那么这多个“ 物理” 会话都同属于一个“ 逻辑” 会话。下文中如果没有特殊说明， 会话 指的都 是 “ 物 理” 会话。 通常负载均衡器都支持相当 丰富的 负载 均 衡策 略， 笔者采用的负载均衡器支持的负载均衡策略有： （ １ ）循环和权重循环 该策略把会话请求循环或按权值循环分发到服务 器群中的每一台可用的服务器上。权值大的服务器在 一个循环中被分发到的会话请求也多。 （ ２ ）最少用户数和最少本地用户数 最少用户数策略按照负载均衡器中客户表记录的 内容， 把会话请求分发到当时用户数即会话数最少的 服务器， 分发会话请求时服务器的权值也会考虑在内。 最少本地用户数策略根据单个应用而不是单个服务器 的用户数来分发会话请求， 特别适合同一台服务器上 运行多个服务器群中的应用。
（ ３ ）最小流量和最小本地流量 最小流量策略按照负载均衡器中客户表记录的内 容， 把会话请求分发到当时网络流量最少的服务器， 分 发会话请求时服务器的权值也会考虑在内。最小本地 流量策略根据单个应用而不是单个服务器的网络流量 来分发会话请求， 特别适合同一台服务器上运行多个 服务器群中的应用。 （ ４ ）最小反应时间 该策略根据健康检测的结果来决定哪一台服务器 的负载最小、 反应最快， 然后把会话请求分发到那台服 务器上。 （ ５ ）哈希法 该策略在客户请求的 Ｉ Ｐ地址上应用一个静态哈 希函数， 根据函数值来决定分发会话请求到哪一台服 务器上。如果后台服务器的可用性状态不变， 那么来 自于一个 Ｉ Ｐ地址的会话请求将一直被分发到同一台 服务器中。 （ ６ ）Ｓ Ｎ ＭＰ参数 需要后台服务器运行 Ｓ Ｎ Ｍ Ｐ协议， 负载均衡器根 据Ｓ Ｎ Ｍ Ｐ协议中的公共参数或私有参数来决定服务器 的空闲程度， 并把会话请求分发到最空闲的服务器上。 由于北京大学数字图书馆门 户主要 是一 个 Ｗｅ ｂ 服务， 用户数即会话数是影响 Ｗｅ ｂ服务性能最重要的 参数， 所以在后台服务器的物理配置基本都一样且每 台服务器上只运行一个应用的前提下， 对于北京大学 数字图书馆门户采用最少用户数的负载均衡策略是比 较合适的。笔者没有采用其他的负载均衡策略还基于 以下几点考虑：
绍在实施北京大学数字图书馆门户负载均衡系统所采 用的技术方案。 ３ ． １ 基本工作原理
图１ 基于 Ｎ Ａ Ｔ的负载均衡器的基本工作原理 基本工作原理如图 １所示。一个服务器群由运行 相同应用的多台服务器组成， 由一个 Ｖ Ｉ Ｐ （ Ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ Ｉ Ｐ ） Ｐ地址， 这个地址也是用户 地址来代表此服务器群的 Ｉ Ｐ地址。当用户访问 Ｖ Ｉ Ｐ地址时， 负载 访问此服务的 Ｉ 均衡器根据会话状态、 负载均衡策略以及健康检测结 果来决定把请求转发到哪一台服务器上， 最后由负载 均衡器把服务器的响应转发给相应的用户。 ３ ． ２ 物理拓扑 在实际使用中一般都会购买两台负载均衡器作为 冗余配置， 由于一个 Ｖ Ｉ Ｐ地址只能配置在一台负载均 衡器上， 所以对于单个服务来说， 两台负载均衡器工作 在主 ／ 备模式下。但是如果有多个 Ｖ Ｉ Ｐ地址， 即有多个 负载均衡的服务， 则可以把多个 Ｖ Ｉ Ｐ地址分别设置在 两台负载均衡器上， 从而使负载均衡器运行在主 ／ 主模 式下。两台负载均衡器的连接方式通常有两种， 其物 理拓扑结构如图 ２所示：
３ 北京大学图书馆门户负载均衡方案
北京大学数字图书馆门户服务采用 了 基于 Ｎ Ａ Ｔ 的负载均衡系 统， 这是 一 个硬件系统， 又 称七层交 换 机。在配置北京大学数字图书馆门户服务的负载均衡 系统时最重要的部分是负载均衡策略、 会话模式、 应用 层会话保持机制和健康检测方法的设置。下面详细介 图２ 物理拓扑图
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