介紹
網絡負載均衡服務在Windows 2000 高級服務器和Windows 2000 數據中心服務器操作系統中均可得到。網絡負載均衡提高了使用在諸如Web服務器、FTP服務器和其它關鍵任務服務器上的因特網服務器程序的可用性和可伸縮性。運行Windows 2000的單一計算機可以提供有限級別的服務器可靠性和可伸縮性。但是，通過將兩個或兩個以上運行Windows 2000 高級服務器的主機連成群集，網絡負載均衡就能夠提供關鍵任務服務器所需的可靠性和性能。
每個主機運行一個所需服務器程序的獨立拷貝，諸如Web、FTP、Telnet或e-mail服務器程序。對于某些服務（如運行在Web服務器上的那些服務）而言，程序的一個拷貝運行在群集內所有的主機上，而網絡負載均衡則將工作負載在這些主機間進行分配。對于其他服務（例如e-mail）只有一臺主機處理工作負載，針對這些服務，網絡負載均衡允許網絡通訊量流到一個主機上，并在該主機發生故障時將通訊量移至其它主機。
網絡負載均衡配置概述
網絡負載均衡是Windows 2000的一個網絡驅動程序。它的操作對TCP/IP網絡棧而言是透明的。
為確保網絡性能達到最優，網絡負載均衡通常使用一個網絡適配器來處理客戶到群集的通訊量，而其它對服務器的網絡通訊量則經由一個單獨網絡適配器。然而，第二個網絡適配器是不需要的。
來自負載均衡服務器應用的數據庫訪問
某些服務器程序需要訪問由客戶請求來更新的數據庫。當這些程序的負載在群集內得到均衡分配時，相關的更新工作則應保持同步狀態。每個主機均使用一個本地、獨立的數據庫拷貝，而該數據庫在必要時可脫機并入。另一種方法是，群集主機能夠共享對一個獨立的網絡數據庫服務器的訪問。也可以組合使用這些方法。例如，靜態Web網頁能夠在全部群集服務器間進行復制，以確保快速訪問和全面容錯。但是，數據庫訪問請求將轉發至為多個Web服務器進行更新處理的公共數據庫服務器。
某些關鍵任務程序可能需要使用高度可用的數據庫引擎以確保全面容錯。逐漸地，具有群集識別能力的數據庫軟件將得到部署，用以在整個群集模式中提供具有高度可用性與可伸縮性的數據庫訪問。Microsoft SQL Server就是一個例子，它能夠使用群集服務功能以雙節點方式進行部署。群集服務可確保在一個節點發生故障的情況下，剩余的節點將承擔起故障電腦的職責，這樣，就能夠為Microsoft SQL Server 客戶提供近乎連續的服務。由于兩臺電腦共享一個公共磁盤子系統，則上述功能是可以實現的。
注釋
通過討論在以下兩個群集解決方案之間進行比選是十分重要的。第一方案，網絡負載均衡主要是分配引入的傳輸控制協議/網際協議（TCP/IP）通訊量；加入這一解決方案的計算機形成一種群集。第二方案，群集服務主要是提供從一臺計算機到另一計算機的故障應急服務；加入這一解決方案的計算機形成另一種群集。網絡負載均衡群集通常運行Web服務器程序。群集服務通常運行數據庫程序(當與網絡負載均衡聯合使用時)。通過將兩個群集連接在一起以互補方式發揮作用，用戶創建了全面群集解決方案。
網絡負載均衡如何工作
網絡負載均衡為共同工作且使用兩個或兩個以上主機群集的Web服務器提供了高度可用性和可伸縮性。因特網客戶使用單一的IP地址(或一個多主主機的一組地址)訪問群集。客戶不能將單一服務器從群集中區分開來。服務器程序不能識別它們正運行于一個群集中。但是，由于網絡負載均衡群集即使在群集主機發生故障的情況下仍能提供了不間斷的服務，故而，它與運行單一服務器程序的單一主機大相徑庭。與單一主機相比，群集還能對客戶需求做出更迅捷的反應。
網絡負載均衡通過在主機發生故障或脫機的情況下將網絡通訊量重新指定給其它工作群集主機來提供高度的可用性。與脫機主機現存的連接雖然丟失，但因特網服務仍然處于可用狀態。在大多數情況下(例如，就Web服務器而言)，客戶軟件會自動重試發生故障的連接，而且，客戶僅需幾秒的延遲即可收到響應。
網絡負載均衡通過在群集的一個或一個以上虛擬IP地址當中分配引入的網絡通訊量來提供伸縮能力。群集中的主機于是對不同客戶請求做出響應，即使是來自同一客戶的多重請求也如是。例如，Web瀏覽器可能在單一Web網頁內獲得群集內不同主機處的多重映射。這就加速了處理過程并縮短了對客戶的響應時間。
網絡負載均衡使在一個子網上的全部群集主機能夠為群集的主IP地址（以及多主主機上的額外IP地址）同時檢測引入的網絡通訊量。在每個群集主機上，網絡負載均衡驅動程序充當了一個介于群集適配器驅動程序和TCP/IP棧之間的過濾器，以這種方式使主機能夠收到一部分引入的網絡通訊量。
網絡負載均衡使用全面分布式的算法來從統計意義上將引入的客戶映射到基于IP地址、端口和其它信息的群集主機上。在檢查收到的數據包時，所有主機均同步執行這種映射以迅速決定哪個主機應處理該數據包。除非群集主機數量發生變化，該映射會保持不變。網絡負載均衡過濾算法在數據包處理程序方面要比在集中負載均衡程序方面高效得多，而這必須修改并重發數據包。這就使網絡負載均衡能夠提供高得多的聚集帶寬。通過直接在群集主機上運行，網絡負載均衡的性能并不受某一代處理器或網絡技術的局限。
群集通訊量的分配
網絡負載均衡控制對從因特網客戶到群集內選定主機的TCP與用戶數據報協議（UDP）通訊量的分配，做法如下：在配置了網絡負載平衡以后，對群集IP地址的引入客戶請求由群集內的所有主機收到。網絡負載平衡在這些數據報到達TCP/IP協議軟件之前，就對這些數據報進行過濾以指定TCP和UDP端口。網絡負載平衡只管理TCP/IP中TCP和UDP協議，并以逐端口方式控制它們的活動。
除了流向指定端口的TCP和UDP通訊量之外，網絡負載均衡不控制任何引入的IP通訊量。網絡負載均衡不對網際控制報文協議(ICMP)、網際組成員協議(IGMP)、地址解析協議(ARP)或其它IP協議進行過濾。所有這些通訊量均不加修改地傳遞給在群集內全部主機上的TCP/IP協議軟件。因為有了TCP/IP的穩定性及其處理重復數據報的能力，其它協議就能夠在群集環境內正確運轉。可是，當使用群集IP地址時，你可能預期從特定的點到點TCP/IP程序(比如ping)中看到重復的響應。這些程序能夠通過為每個主機使用專用的IP地址來避免這種情況的發生。
集中收斂
網絡負載均衡主機通過在群集內定期交換組播或廣播消息來協調彼此間的活動。這就使它們能夠監控群集所處的狀態。當群集所處狀況發生變化時(比如主機故障、脫離或加入群集)，網絡負載均衡就會調用一個稱為集中收斂的處理過程，在這個處理過中，主機之間將交換消息以確定一個新的、持續的群集狀態，并推舉一個具有最高優先級的主機充當新的缺省主機。當群集的全部主機就新的群集狀態達成一致時，它們就會將集中收斂的完成記入Windows 2000的事件日志。
在集中收斂期間，除非故障主機沒有收到服務，主機將一如繼往地處理引入的網絡通訊量。客戶對工作主機的請求是不受影響的。在集中收斂完成時，故障主機的通訊量會重新分配給剩余主機。負載均衡通訊量將在剩余宿主間分配，從而達成特定的TCP或UDP端口間最大可能的負載均衡。如果一個主機添加到群集中，集中收斂會允許該主機接管處理端口的任務，并由此使之具備最高的優先級；同時，集中收斂還將使該主機分到它所應負擔的負載均衡通訊量份額。群集擴展不會影響正在進行的群集操作，并且保證對因特網客戶和服務器程序而言是以透明方式實現的。可是，在客戶的相似性被選定的情況下，群集擴展會影響到跨越多重TCP連接的客戶話路，這主要是因為在連接之間可能將客戶映射到不同的群集主機上去了。
網絡負載均衡假定只要主機參加了群集宿主間的正常消息交換，那么，它就在群集內處于正常運轉狀態。如果其它主機在若干期間均未收到對消息交換的響應，它們就會啟動一個集中收斂操作以重新分配先前由故障宿主承擔的負載。你能夠控制消息交換的周期和用來決定啟動集中收斂操作的通信遺漏次數。以上兩者各自的默認值分別為1000毫秒 (1秒)和5次。由于上述參數不常修改，因此，它們不能在"網絡負載均衡屬性"對話框中進行設置。必要時，這些參數可在系統注冊表中以手工方式加以調整。