浅析负载均衡技术
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关键 词 ： 负载 均衡 ；集群 技 术 ；网络
中图分类号 ： Ｐ９． Ｔ ３３ ５ ０源自文库
一
文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０— ５９（ １） ６ ０３－ ２ ０７ ９９ ２ ２ ０－ ０１ ０ ０
引 言 均衡的 问题上效果更加明显， 它可 以完全避 免大 量数据堵 塞的 随着 因特 网规模的不断增长 ， 用户对 系统反应 时间的迅速 问题 ， 具有显著的分布性 （ 全局负载均衡技术所需解决对象 的 高效及服务 的不间断的要求越来越强烈 ， 不希望访 问 ｗ ｂｓ ｔ 地理与拓扑距离较远 ）、对等性 （ ｅ ｉ ｅ 全局负载均衡技术对象处理 出现系 统故 障 ，频 繁看 到 “ ｅ ｕ ｓ ｉｅ ｏ ｔ ｒ ｑ ｅ ｔ ｔ ｍ ｕ ”或 者 “ ｏ 的服务镜像 内容相似 ）优势 。 ｔｏ ｂｕｓ ｙ” 。 三、有关一 些负载均衡 的实施方法 网络 各 个 单一 核 心 设备 根 本 上 也 是无 法 承 担 因数 据 流 量 、 （ 一）特 定服务器上 的软件 负载均衡 业务量和访 问量 的快速增长 ， 而产生处理能力和计算强度的相 许 多网络协 议支 持重 定向功能， Ｔ Ｐ协议对 Ｌ ｃ ｔ ｏ ＨＴ ｏａ ｉ ｎ指 应快速增 大。 这种情况 下， 在 若购 买新设备做大量 的硬件升级 令支持，接 收这个浏览器 的指令将会 重新定到 Ｌ ｃ ｔ ｏ ｏ ａ ｉ ｎ的另 而不使用现有设备利用现有资源 ， 则将 必是 一种对现有资源 的 个 Ｕ Ｌ指令上 。由于执行服务请求要 比 Ｌ ｃ ｔ ｏ Ｒ ｏ ａ ｉ ｎ指令负载 极度浪费 。 设备的性能无论多卓越，也必然 无法满足 一次次的 大 的多 ，可 以根据这一特点设计一个新的均衡服务器 。当 Ｗ ｂ ｅ 业务量提升 ， 件的一次次升级成 本的一次次 高额投入也将 是 服务器上承受 的负载 比较大的时候 ， 硬 它就避免 了浏览器的请求 永无止境 的资源浪 费。 在这种现实的社会背景下，人们开始向 网页被送 回的状况 ，取而代之 的是送回一个 Ｌ ｃ ｃ ｉｎ指令 ， ｏａｔｏ 新 的科学技术领域发展 ， 于是诞生 了负载均衡技术 。 负载均衡 这 样就可 以让浏 览器去其它 的服务器上获 得 自己所 需要 的网 能够 充分 的利用现有 的网络 结构 ， 网络结构的基础之上扩展 页。在这种特 定的方式下 ， 在 服务器 的本身首先必须支持这种 功 服务器 的带宽和 网络 设备、 加强 网络 的可用及灵活性 、 增加吞 能，当然 在具体的实践中会遇 到许许 多多的困难 ， 例如对 于一 吐量 、 高网络数据处理 能力 ， 提 从而提供 了一种廉价有效透 明 台服务器 怎样才能确保它重 新定 向过 的服务器 是空闲 的还 是 的方法 。 非空闲 的，而且要保证不会第二次次发送 Ｌ ｃ ｔ ｏ ｏ ａ ｉ ｎ指令 ，现 二 、 负 载 均 衡 概 述 在 的浏览器毕竟没有这么高级 ， 在这 方面 的支 持能力还是很弱 （ ）负 载 均 衡 的 含 义 一 的， 这样就会在浏览器上形成一种往复的死循环 ， 以在现实 所 负载均衡听起来 比较简单 ， 是它的具体含 义是比较 高深 生 活 中使 用 这 种 在 特 定 服 务 器 上 软 件 的 比较 少 。 但 的， 大体可 以分为两个方面 ： 一是将大量数 据流或 以并发或 以 （ 二）Ｄ Ｓ负载均衡技术 Ｎ 单独访 问的方式 同时分担在 多台节 点设备这样 同时处理信息 ， 在 负载均衡技术 发展 的早 期就 已经有 了 Ｄ Ｓ负载均衡技 Ｎ 使用户等待 响应 的时间大大 的减少 ， 从而大大提高系统的的处 术。 实施 的方法较 为简单 ， 其 既是在服务器 中为多个地址设 置 理 能力； 二是将每个重负载信 息分摊到各个节 点设备上进行分 相同的名字 ， 在使用 Ｄ Ｓ查询 时， Ｎ 服务器 就会对每一个查询 结 别处理，在每个节点设备处理完成后 再进行整合 ， 最后将整合 果按照 Ｉ Ｐ地址分 别处理，依着 不同的解析 结果显示，把客户 后的处理结果反馈给用户 ， 从而加快信 息处理速度 ， 方便用户。 端上的访 问引导到不同的机器上， 从而达 到让 不同用户 访 问不 负载均衡是一种动态技术， 过一 些工 具对数据包进行实 同服务器的负载均衡效果。 是 Ｄ Ｓ负载均衡 技术的缺 点就是 通 但 Ｎ 时的处理分析 ， 通过对网络中数据 流量 的状 况进行统计分析 从 不能够区分服务器的差异性 ， 不能够刷新时间设置 ， 甚至使 客 而把任 务均衡合 理的分配 出去 ，加强服务器 的宽度和信 息流 户 的请求不能分散在不 同的服务器上 ， 从而 占取大量的 ＩＰ地 量 ， 网络数据处理能力得到加强 ， 使 进一步提高了可用性及灵 址 ； 但是它也有很多优点 ： 例如它 比较经济而且简单并且 能够 活性 ，使流量管理 、服务器集群性 能、系统性能得到优化 。 在 Ｉｔｒｅ ｎ ｅ ｎ ｔ上 的任 意 位 置 安 置 服 务 器 ， 因此 现 在 有 很 多大 型 （ ） 负载 均 衡 分 类 二 网站 都在使 用负载均衡技术 。 １硬件 、软件 负载 均衡 。 ． 要想使硬件 能够达到负载均衡其 （ ）Ｎ Ｔ负载 均 衡 技 术 三 Ａ 实并没有想 象的那么难， 需在外部加上智能化 的流量管理就 只 Ｎ Ｔ 负载均衡 技术是将 内部 的私有 网络地址 翻译成合 法 Ａ 会使系统的性能大大提高，从而达 到所 需要的负载均衡需 求。 的的 网上 Ｉ Ｐ地址 的技 术，将每一 次的连接请 求动态转 换成 内 软件与硬件的负载均衡操 作大径相同， 只需要在一 台或 多台操 部的服务器的地址 ， 将外部的连 接请 求引到转 换地 址的服务器 作系统上安装一些相应的软件就可 以了， 例如 Ｄ Ｎ Ｓ，它的主 上 ， 进而实现负载均衡 。 在负载均衡技术中 Ｎ Ｔ负载均衡相对 Ａ 要优点就是操作 比较灵活而且配置简单 ， 很容易满足 一般 负载 来说是 比较完善 的， 具有 Ｎ Ｔ负载均衡的设备大多数处于 内部 Ａ 均衡所要达到 的要求 。 当然也存在一些弊端 ， 总会 引起 一些安 服务器至外部 的网关位置 ，比如路 由器、四层交换机 、防火墙 全 问题 。 软件负载均衡和硬件负载均衡各有优点和缺点 ， 但是 及专 用的负载均衡器 ……， Ａ Ｎ Ｔ负载均衡的算法与其它 负载技 在 一般 条件下 ， 硬件 负载均衡要优于软件负载均衡 ， 但是相对 术 比灵活，它可以随机选择 、 最少 的连接等使 负载得 到充 分的 来 说造 价比较 高，在 经济 上不 是很合理 。 配。Ｎ Ｔ 的负载均衡同时也可 以通过硬／ Ａ 软件 的方法来 实现 。 ２ 负载 均衡 ： ． 局部和全局 。 局部 负载均衡通过一个服务器 利用软件的方式来控制 ＮＴ负载均衡 的设备总会受 到电脑带 Ａ 进行两 种执行操作：其一 ，根据服务器负载情况，合理分配请 宽及系统 自身系统处理能力 的约束 ， 再加上 Ｎ Ｔ处于网络 的低 Ａ 求。其二 ，无缝接替 已损坏服务器工作，使业务影响最小化。 层 ， 以我们就可 以把它集成在硬件的设备中 ， 所 通常使用专用 局部负载均衡具有无极扩充的优点， 根据 实际情况 可添加所 需 的负载均衡器和第 四层交换机来做这样 的硬件 ， 四层交换机 第 数量的服务器 ，且避 免了容量不足 的弊端 。同时，它花 费的时 具有一项最重要 的功能就是使 Ｎ Ｔ 负载均衡进而达到相应 的 Ａ 间过长 ， 导致资源大量浪费 ， 并且系统瓶颈也会对局部负载均 目的 。 很造成影响 ，进而对负载均衡技术造成一定 的阻碍 。 （ 四）基 于反向代理 的负载均衡 相对于局部负载技术 ， 全局负载均衡技术在解决网站负载 （ 下转第 ２ ８页 ）
计算机 光盘 软件 与应 用
２ １ 第 ６期 ０ ２年 Ｃ ｍ ｕ ｅ ＤＳ ｆ ｗ ｒ ｎ ｐ ｌｃ ｔ ｏ ｓ ｏ ｐ ｔ ｒＣ ｏ ｔ ａ ｅａ ｄＡ ｐ ａ ｉ ｎ ｉ 工 程 技 术
浅析负载均衡技术
张 维
（ 苏州大学，江 苏苏州
２ ５２ ） １０ １
摘要 ：随着网络技术 的迅速发展 ， 负载 均衡 目前 已成 为提升 网络性 能的一项 重要技 术。其 次是从 不 同的 角度 探 讨 了多种 网络 负载均衡技 术，本 文 旨在 浅析 负载 均衡技 术在 实践 中的应用及 各种不 同类别的 负载均衡技 术 ，其 中包 括混合型 、基 于 ＮＡ Ｔ防 火墙型 、基 于 ＤＮＳ型的均衡 负载技术 ，希望能对使 用 负载均衡技 术的朋友一点帮助。
中图分类号 ： Ｐ９． Ｔ ３３ ５ ０源自文库
一
文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０— ５９（ １） ６ ０３－ ２ ０７ ９９ ２ ２ ０－ ０１ ０ ０
引 言 均衡的 问题上效果更加明显， 它可 以完全避 免大 量数据堵 塞的 随着 因特 网规模的不断增长 ， 用户对 系统反应 时间的迅速 问题 ， 具有显著的分布性 （ 全局负载均衡技术所需解决对象 的 高效及服务 的不间断的要求越来越强烈 ， 不希望访 问 ｗ ｂｓ ｔ 地理与拓扑距离较远 ）、对等性 （ ｅ ｉ ｅ 全局负载均衡技术对象处理 出现系 统故 障 ，频 繁看 到 “ ｅ ｕ ｓ ｉｅ ｏ ｔ ｒ ｑ ｅ ｔ ｔ ｍ ｕ ”或 者 “ ｏ 的服务镜像 内容相似 ）优势 。 ｔｏ ｂｕｓ ｙ” 。 三、有关一 些负载均衡 的实施方法 网络 各 个 单一 核 心 设备 根 本 上 也 是无 法 承 担 因数 据 流 量 、 （ 一）特 定服务器上 的软件 负载均衡 业务量和访 问量 的快速增长 ， 而产生处理能力和计算强度的相 许 多网络协 议支 持重 定向功能， Ｔ Ｐ协议对 Ｌ ｃ ｔ ｏ ＨＴ ｏａ ｉ ｎ指 应快速增 大。 这种情况 下， 在 若购 买新设备做大量 的硬件升级 令支持，接 收这个浏览器 的指令将会 重新定到 Ｌ ｃ ｔ ｏ ｏ ａ ｉ ｎ的另 而不使用现有设备利用现有资源 ， 则将 必是 一种对现有资源 的 个 Ｕ Ｌ指令上 。由于执行服务请求要 比 Ｌ ｃ ｔ ｏ Ｒ ｏ ａ ｉ ｎ指令负载 极度浪费 。 设备的性能无论多卓越，也必然 无法满足 一次次的 大 的多 ，可 以根据这一特点设计一个新的均衡服务器 。当 Ｗ ｂ ｅ 业务量提升 ， 件的一次次升级成 本的一次次 高额投入也将 是 服务器上承受 的负载 比较大的时候 ， 硬 它就避免 了浏览器的请求 永无止境 的资源浪 费。 在这种现实的社会背景下，人们开始向 网页被送 回的状况 ，取而代之 的是送回一个 Ｌ ｃ ｃ ｉｎ指令 ， ｏａｔｏ 新 的科学技术领域发展 ， 于是诞生 了负载均衡技术 。 负载均衡 这 样就可 以让浏 览器去其它 的服务器上获 得 自己所 需要 的网 能够 充分 的利用现有 的网络 结构 ， 网络结构的基础之上扩展 页。在这种特 定的方式下 ， 在 服务器 的本身首先必须支持这种 功 服务器 的带宽和 网络 设备、 加强 网络 的可用及灵活性 、 增加吞 能，当然 在具体的实践中会遇 到许许 多多的困难 ， 例如对 于一 吐量 、 高网络数据处理 能力 ， 提 从而提供 了一种廉价有效透 明 台服务器 怎样才能确保它重 新定 向过 的服务器 是空闲 的还 是 的方法 。 非空闲 的，而且要保证不会第二次次发送 Ｌ ｃ ｔ ｏ ｏ ａ ｉ ｎ指令 ，现 二 、 负 载 均 衡 概 述 在 的浏览器毕竟没有这么高级 ， 在这 方面 的支 持能力还是很弱 （ ）负 载 均 衡 的 含 义 一 的， 这样就会在浏览器上形成一种往复的死循环 ， 以在现实 所 负载均衡听起来 比较简单 ， 是它的具体含 义是比较 高深 生 活 中使 用 这 种 在 特 定 服 务 器 上 软 件 的 比较 少 。 但 的， 大体可 以分为两个方面 ： 一是将大量数 据流或 以并发或 以 （ 二）Ｄ Ｓ负载均衡技术 Ｎ 单独访 问的方式 同时分担在 多台节 点设备这样 同时处理信息 ， 在 负载均衡技术 发展 的早 期就 已经有 了 Ｄ Ｓ负载均衡技 Ｎ 使用户等待 响应 的时间大大 的减少 ， 从而大大提高系统的的处 术。 实施 的方法较 为简单 ， 其 既是在服务器 中为多个地址设 置 理 能力； 二是将每个重负载信 息分摊到各个节 点设备上进行分 相同的名字 ， 在使用 Ｄ Ｓ查询 时， Ｎ 服务器 就会对每一个查询 结 别处理，在每个节点设备处理完成后 再进行整合 ， 最后将整合 果按照 Ｉ Ｐ地址分 别处理，依着 不同的解析 结果显示，把客户 后的处理结果反馈给用户 ， 从而加快信 息处理速度 ， 方便用户。 端上的访 问引导到不同的机器上， 从而达 到让 不同用户 访 问不 负载均衡是一种动态技术， 过一 些工 具对数据包进行实 同服务器的负载均衡效果。 是 Ｄ Ｓ负载均衡 技术的缺 点就是 通 但 Ｎ 时的处理分析 ， 通过对网络中数据 流量 的状 况进行统计分析 从 不能够区分服务器的差异性 ， 不能够刷新时间设置 ， 甚至使 客 而把任 务均衡合 理的分配 出去 ，加强服务器 的宽度和信 息流 户 的请求不能分散在不 同的服务器上 ， 从而 占取大量的 ＩＰ地 量 ， 网络数据处理能力得到加强 ， 使 进一步提高了可用性及灵 址 ； 但是它也有很多优点 ： 例如它 比较经济而且简单并且 能够 活性 ，使流量管理 、服务器集群性 能、系统性能得到优化 。 在 Ｉｔｒｅ ｎ ｅ ｎ ｔ上 的任 意 位 置 安 置 服 务 器 ， 因此 现 在 有 很 多大 型 （ ） 负载 均 衡 分 类 二 网站 都在使 用负载均衡技术 。 １硬件 、软件 负载 均衡 。 ． 要想使硬件 能够达到负载均衡其 （ ）Ｎ Ｔ负载 均 衡 技 术 三 Ａ 实并没有想 象的那么难， 需在外部加上智能化 的流量管理就 只 Ｎ Ｔ 负载均衡 技术是将 内部 的私有 网络地址 翻译成合 法 Ａ 会使系统的性能大大提高，从而达 到所 需要的负载均衡需 求。 的的 网上 Ｉ Ｐ地址 的技 术，将每一 次的连接请 求动态转 换成 内 软件与硬件的负载均衡操 作大径相同， 只需要在一 台或 多台操 部的服务器的地址 ， 将外部的连 接请 求引到转 换地 址的服务器 作系统上安装一些相应的软件就可 以了， 例如 Ｄ Ｎ Ｓ，它的主 上 ， 进而实现负载均衡 。 在负载均衡技术中 Ｎ Ｔ负载均衡相对 Ａ 要优点就是操作 比较灵活而且配置简单 ， 很容易满足 一般 负载 来说是 比较完善 的， 具有 Ｎ Ｔ负载均衡的设备大多数处于 内部 Ａ 均衡所要达到 的要求 。 当然也存在一些弊端 ， 总会 引起 一些安 服务器至外部 的网关位置 ，比如路 由器、四层交换机 、防火墙 全 问题 。 软件负载均衡和硬件负载均衡各有优点和缺点 ， 但是 及专 用的负载均衡器 ……， Ａ Ｎ Ｔ负载均衡的算法与其它 负载技 在 一般 条件下 ， 硬件 负载均衡要优于软件负载均衡 ， 但是相对 术 比灵活，它可以随机选择 、 最少 的连接等使 负载得 到充 分的 来 说造 价比较 高，在 经济 上不 是很合理 。 配。Ｎ Ｔ 的负载均衡同时也可 以通过硬／ Ａ 软件 的方法来 实现 。 ２ 负载 均衡 ： ． 局部和全局 。 局部 负载均衡通过一个服务器 利用软件的方式来控制 ＮＴ负载均衡 的设备总会受 到电脑带 Ａ 进行两 种执行操作：其一 ，根据服务器负载情况，合理分配请 宽及系统 自身系统处理能力 的约束 ， 再加上 Ｎ Ｔ处于网络 的低 Ａ 求。其二 ，无缝接替 已损坏服务器工作，使业务影响最小化。 层 ， 以我们就可 以把它集成在硬件的设备中 ， 所 通常使用专用 局部负载均衡具有无极扩充的优点， 根据 实际情况 可添加所 需 的负载均衡器和第 四层交换机来做这样 的硬件 ， 四层交换机 第 数量的服务器 ，且避 免了容量不足 的弊端 。同时，它花 费的时 具有一项最重要 的功能就是使 Ｎ Ｔ 负载均衡进而达到相应 的 Ａ 间过长 ， 导致资源大量浪费 ， 并且系统瓶颈也会对局部负载均 目的 。 很造成影响 ，进而对负载均衡技术造成一定 的阻碍 。 （ 四）基 于反向代理 的负载均衡 相对于局部负载技术 ， 全局负载均衡技术在解决网站负载 （ 下转第 ２ ８页 ）
计算机 光盘 软件 与应 用
２ １ 第 ６期 ０ ２年 Ｃ ｍ ｕ ｅ ＤＳ ｆ ｗ ｒ ｎ ｐ ｌｃ ｔ ｏ ｓ ｏ ｐ ｔ ｒＣ ｏ ｔ ａ ｅａ ｄＡ ｐ ａ ｉ ｎ ｉ 工 程 技 术
浅析负载均衡技术
张 维
（ 苏州大学，江 苏苏州
２ ５２ ） １０ １
摘要 ：随着网络技术 的迅速发展 ， 负载 均衡 目前 已成 为提升 网络性 能的一项 重要技 术。其 次是从 不 同的 角度 探 讨 了多种 网络 负载均衡技 术，本 文 旨在 浅析 负载 均衡技 术在 实践 中的应用及 各种不 同类别的 负载均衡技 术 ，其 中包 括混合型 、基 于 ＮＡ Ｔ防 火墙型 、基 于 ＤＮＳ型的均衡 负载技术 ，希望能对使 用 负载均衡技 术的朋友一点帮助。