負載均衡技術

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負載均衡（Load Balance）建立在現有網絡結構之上，它提供了一種廉價、有效、透明的方法，來擴展網絡設備和服務器的帶寬、增加吞吐量、加強網絡數據處理能力、提高網絡的靈活性和可用性。
負載均衡有兩方面的含義：首先，大量的并發(fā)訪問或數據流量分擔到多臺節(jié)點設備上分別處理，減少用戶等待響應的時間；其次，單個重負載的運算分擔到多臺節(jié)點設備上做并行處理，每個節(jié)點設備處理結束后，將結果匯總，返回給用戶，系統(tǒng)處理能力得到大幅度提高。

負載均衡技術分類

目前有許多不同的負載均衡技術用以滿足不同的應用需求，如軟/硬件負載均衡、本地/全局負載均衡、更高網絡層負載均衡，以及鏈路聚合技術。軟/硬件負載均衡　軟件負載均衡解決方案，是指在一臺或多臺服務器相應的操作系統(tǒng)上，安裝一個或多個附加軟件來實現負載均衡，如DNS 負載均衡等。它的優(yōu)點是基于特定環(huán)境、配置簡單、使用靈活、成本低廉，可以滿足一般的負載均衡需求。硬件負載均衡解決方案，是直接在服務器和外部網絡間安裝負載均衡設備，這種設備我們通常稱之為負載均衡器。由于專門的設備完成專門的任務，獨立于操作系統(tǒng)，整體性能得到大量提高，加上多樣化的負載均衡策略，智能化的流量管理，可達到最佳的負載均衡需求。 一般而言，硬件負載均衡在功能、性能上優(yōu)于軟件方式，不過成本昂貴。


本地/全局負載均衡

負載均衡從其應用的地理結構上，分為本地負載均衡和全局負載均衡。本地負載均衡是指對本地的服務器群做負載均衡，全局負載均衡是指在不同地理位置、有不同網絡結構的服務器群間做負載均衡。本地負載均衡能有效地解決數據流量過大、網絡負荷過重的問題，并且不需花費昂貴開支購置性能卓越的服務器，可充分利用現有設備，避免服務器單點故障造成數據流量的損失。有靈活多樣的均衡策略，可把數據流量合理地分配給服務器群內的服務器，來共同負擔。即使是再給現有服務器擴充升級，也只是簡單地增加一個新的服務器到服務群中，而不需改變現有網絡結構、停止現有的服務。全局負載均衡，主要用于在一個多區(qū)域擁有自己服務器的站點，為了使全球用戶只以一個IP地址或域名就能訪問到離自己最近的服務器，從而獲得最快的訪問速度，也可用于子公司分散站點分布廣的大公司通過Intranet（企業(yè)內部互聯網）來達到資源統(tǒng)一合理分配的目的。


更高網絡層負載均衡

針對網絡上負載過重的不同瓶頸所在，從網絡的不同層次入手，我們可以采用相應的負載均衡技術來解決現有問題。　更高網絡層負載均衡，通常操作于網絡的第四層或第七層。第四層負載均衡將一個Internet上合法注冊的IP地址，映射為多個內部服務器的IP地址，對每次TCP連接請求動態(tài)使用其中一個內部IP地址，達到負載均衡的目的。第七層負載均衡控制應用層服務的內容，提供了一種對訪問流量的高層控制方式，適合對HTTP服務器群的應用。第七層負載均衡技術通過檢查流經的HTTP報頭，根據報頭內的信息來執(zhí)行負載均衡任務。



網絡負載平衡的優(yōu)點


1.網絡負載平衡允許你將傳入的請求傳播到最多達32臺的服務器上，即可以使用最多32臺服務器共同分擔對外的網絡請求服務。網絡負載平衡技術保證即使是在負載很重的情況下它們也能作出快速響應。

2.網絡負載平衡對外只須提供一個IP地址（或域名）。

3.如果網絡負載平衡中的一臺或幾臺服務器不可用時，服務不會中斷。網絡負載平衡自動檢測到服務器不可用時，能夠迅速在剩余的服務器中重新指派客戶機通訊。此保護措施能夠幫助你為關鍵的業(yè)務程序提供不中斷的服務。可以根據網絡訪問量的增多來增加網絡負載平衡服務器的數量。

4.網絡負載平衡可在普通的計算機上實現。在Windows Server 2003中，網絡負載平衡的應用程序包括Internet信息服務(IIS)、ISA　Server 2000防火墻與代理服務器、VPN虛擬專用網、終端服務器、Windows Media Services（Windows視頻點播、視頻廣播）等服務。同時，網絡負載平衡有助于改善你的服務器性能和可伸縮性，以滿足不斷增長的基于Internet客戶端的需求。　網絡負載平衡可以讓客戶端用一個邏輯Internet名稱和虛擬IP地址（又稱群集IP地址）訪問群集，同時保留每臺計算機各自的名稱。


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雙機備份容錯機制

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雙機熱備這一概念包括了廣義與狹義兩種意義。
 
從廣義上講，就是對于重要的服務，使用兩臺服務器，互相備份，共同執(zhí)行同一服務。當一臺服務器出現故障時，可以由另一臺服務器承擔服務任務，從而在不需要人工干預的情況下，自動保證系統(tǒng)能持續(xù)提供服務。雙機熱備由備用的服務器解決了在主服務器故障時服務不中斷的問題。但在實際應用中，可能會出現多臺服務器的情況，即服務器集群。雙機熱備一般情況下需要有共享的存儲設備。但某些情況下也可以使用兩臺獨立的服務器。實現雙機熱備，需要通過專業(yè)的集群軟件或雙機軟件。

從狹義上講，雙機熱備特指基于active/standby方式的服務器熱備。服務器數據包括數據庫數據同時往兩臺或多臺服務器寫，或者使用一個共享的存儲設備。在同一時間內只有一臺服務器運行。當其中運行著的一臺服務器出現故障無法啟動時，另一臺備份服務器會通過軟件診測（一般是通過心跳診斷）將standby機器激活，保證應用在短時間內完全恢復正常使用。

雙機熱備針對的是服務器的故障。服務器的故障可能由各種原因引起，如設備故障、操作系統(tǒng)故障、軟件系統(tǒng)故障等等。一般地講，在技術人員在現場的情況下，恢復服務器正常可能需要１０分鐘、幾小時甚至幾天。從實際經驗上看，除非是簡單地重啟服務器（可能隱患仍然存在），否則往往需要幾個小時以上。而如果技術人員不在現場，則恢復服務的時間就更長了。而對于一些重要系統(tǒng)而言，用戶是很難忍受這樣長時間的服務中斷的。因此，就需要通過雙機熱備，來避免長時間的服務中斷，保證系統(tǒng)長期、可靠的服務。決定是否使用雙機熱備，正確的方法是要分析一下系統(tǒng)的重要性以及對服務中斷的容忍程度，以此決定是否使用雙機熱備。即，你的用戶能容忍多長時間恢復服務，如果服務不能恢復會造成多大的影響。
　
在考慮雙機熱備時，需要注意，一般意義上的雙機熱備都會有一個切換過程，這個切換過程可能是一分鐘左右。在切換過程中，服務是有可能短時間中斷的。但是，當切換完成后，服務將正常恢復。因此，雙機熱備不是無縫、不中斷的，但它能夠保證在出現系統(tǒng)故障時，能夠很快恢復正常的服務，業(yè)務不致受到影響。而如果沒有雙機熱備，則一旦出現服務器故障，可能會出現幾個小時的服務中斷，對業(yè)務的影響就可能會很嚴重。
　

另有一點需要強調，即服務器的故障與交換機、存儲設備的故障不同，其概念要高得多。原因在于服務器是比交換機、存儲設備復雜得多的設備，同時也是既包括硬件、也包括操作系統(tǒng)、應用軟件系統(tǒng)的復雜系統(tǒng)。不僅設備故障可能引起服務中斷，而且軟件方面的問題也可能導致服務器不能正常工作。
　
還應指出的是，一些其他的防護措施如磁盤陣列（RAID）、數據備份雖然是非常重要的，但卻不能代替雙機熱備的作用。



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