F5负载均衡算法标准详解

应用交换技术的负载均衡算法

应用交换技术里主要包括四项关键的技术：

●截获和检查流量

●服务器监控健康检查

●负载均衡算法

●会话保持

截获和检查流量保证只有合适的数据包才能通过；

服务器监控和健康检查随时了解服务器群的可用性状态；

负载均衡和应用交换功能通过各种策略导向到合适的服务器；

会话的保持以实现与应用系统完美结合；

F5在应用交换技术中的优势：

A、截获和检查流量

–BIG-IP 有最强的数据包截获和检查引擎去检查任何数据流量包中的任何部分，可以检测16384bytes包的深度，理论上可以检测

64Kbytes的包长度

–这使得BIG-IP 明显有别于其他的厂商的产品

B、用于定制控制的iRules工具

–可用来定义如何根据报头和/或TCP有效负载信息来引导、保存和过滤流量。

–iRules增强了企业或服务提供商定根据业务需求定制应用流量的能力。

–通用检查引擎和iRules分别是应用智能和业务决策来进行应用流量管理的方法和工具。

C、服务器监控和健康检查

–服务器(Node)-Ping(ICMP)

–服务(Port)-Connect

–扩展的应用验证(EAV)

–扩展的内容验证(ECV)

–针对VOD服务器的专用健康检查机制

–针对节点的检查频率和超时频度,e.g.10seconds响应,e.g.5seconds

D、负载均衡和应用交换功能

–Global Load Balancer提供17种负载均衡算法

–F5提供最优质的负载均衡和应用交换功能

静态算法

动态算法

智能算法

I –control

UIE + Irules

–Local Load Balancer提供12种负载均衡算法

E、持续功能

–连续性与负载平衡是相互对立的，但它对于负载平衡又是必不可少的!

–简单的连续性—基于源地址

–HTTP Cookie 连续性

–SSL Session ID 连续性

–目的地址的亲合作用--caches

–standby BIG-IP实现对连续性记录的镜像

–智能与第七层的内容交换组合

F5做为应用交换领域的领导厂商，一直保持着技术上的领先地位，F5已经有40多项技术申请了专利，其它的竞争合作伙伴都在购买F5的这些专利技术。接下来我们讨论一下负载均衡算法。

负载均衡算法，做为应用交换的四个主要技术之一，它相对其它三个技术来说，更为重要些，在应用交换领域里，主要的技术是负载均衡的算法，完整的、完善的、可控的、灵活的负载均衡算法无疑决定着负载均衡厂商在应用交换领域的地位。负载均衡算法是非常重要的功能指标。一般来说，我们将负载均衡方法归纳为两种类型：静态的负载均衡算法，动态负载均衡算法。

本地流量管理技术主要有一下几种负责均衡算法：

静态负载均衡算法包括：轮询，比率，优先权

动态负载均衡算法包括: 最少连接数,最快响应速度，观察方法，预测法，动态性能分配，动态服务器补充，服务质量，服务类型，规则模式。

静态负载均衡算法

·轮询（Round Robin ）：顺序循环将请求一次顺序循环地连接每个服务器。当其中某个服务器发生第二到第7 层的故障，BIG-IP 就把其从顺序循环队列中拿出，不参加下一次的轮询，直到其恢复正常。

Clients

Router

BIG-IP Controller

Servers

客户请求被均匀的分发

1 2 3 4 5

6

7

8

Interne

·比率（Ratio ）：给每个服务器分配一个加权值为比例，根椐这个比例，把用户的请求分配到每个服务器。当其中某个服务器发生第二到第7 层的故障，BIG-IP 就把其从服务器队列中拿出，不参加下一次的用户请求的分配, 直到其恢复正常。

·优先权（Priority ）：给所有服务器分组,给每个组定义优先权，BIG-IP 用户的请求，分配给优先级最高的服务器组（在同一组内，采用轮询或比率算法，分配用户的请求）；当最高优先级中所有服务器出现故障，BIG-IP 才将请求送给次优先级的服务器组。这种方式，实际为用户提供一种热备份的方式。

1 2 3 4 5 6 7

8

Interne t

根据管理员设置的比率客户请求以3:1:1:1的比率分发

Clients

Router

BIG-IP Controller

Servers

9

10

11

12

动态负载均衡算法

·最少的连接方式（Least Connection ）：传递新的连接给那些进行最少连接处理的服务器。当其中某个服务器发生第二到第7 层的故障，BIG-IP 就把其从服务器队列中拿出，不参加下一次的用户请求的分配, 直到其恢复正常。

管理员定义一组优先权高的服务器优先使用直到这组服务器全部出现故障则再换另外一组优先权低的服务器

Clients

Router

Servers

1 3

5 2 4

6 Internet

Priority 1

Priority 2

Minimum Active Members = 2

·最快模式（Fastest ）：传递连接给那些响应最快的服务器。当其中某个服务器发生第二到第7 层的故障，BIG-IP 就把其从服务器队列中拿出，不参加下一次的用户请求的分配，直到其恢复正常。

·观察模式（Observed ）：连接数目和响应时间以这两项的最佳平衡为依据为新的请求选择服务器。当其中某个服务器发生第二到第7 层的故障，BIG-IP 就把其从服务器队列中拿出，不参加下一次的用户请求的分配，直到其恢复正常。

Clients Router

BIG-IP Controller

Servers

1

2

Internet

新的请求将被转发到当前连接数最少的服务器

462 460 455 465

Current Connections

Clients Router

BIG-IP Controller

Servers

新的请求将被转发到当前响应时间最快的服务器

101

102

Internet

14ms 15ms 20ms 11ms Current Response Times