Prefacio
presente, tanto en la red de la empresa, la red del campus o red de área amplia, tal como Internet, el volumen del desarrollo de negocios están más allá de las estimaciones más optimistas en el pasado, el surgimiento auge de Internet, corriente sin fin de nuevas aplicaciones, incluso en las mejores en ese momento La red que se está construyendo pronto se sentirá abrumada. En particular, la parte central de cada red, su tráfico de datos e intensidad computacional, de modo que un solo dispositivo no puede permitirse, y cómo lograr una cantidad razonable de tráfico entre múltiples dispositivos de red para lograr la misma función, de modo que no aparezca. La situación de que el equipo está demasiado ocupado y que el otro equipo no está completamente utilizado se ha convertido en un problema, y ha surgido el mecanismo de equilibrio de carga. carga
el equilibrado construido en la parte superior de la infraestructura de red existente, que proporciona una forma barata y eficaz para ampliar el ancho de banda del servidor y aumentar el rendimiento, mejorar la capacidad de la red de datos, aumentar la flexibilidad y disponibilidad de la red. Cumple principalmente con las siguientes tareas: resolver problemas de congestión de red, brindar servicios de servicio cercano, lograr independencia geográfica, brindar a los usuarios una mejor calidad de acceso, mejorar la velocidad de respuesta del servidor, mejorar la eficiencia de utilización de los recursos de los servidores y otros, y evitar partes clave de la red. Fallo de un solo punto.
define
De hecho, el equilibrio de la carga no es "equilibrada" en el sentido tradicional, en general, es muy posible congestión en un mismo lugar más de un lugar para compartir la carga. Si lo cambia a "compartir carga", podría ser mejor entenderlo. Para decirlo sin rodeos, la función del equilibrio de carga en la red es como la rotación del sistema diurno, la tarea se asigna a todos para que la completen, a fin de no dejar que una persona se agote. Sin embargo, el equilibrio en este sentido es generalmente estático, es decir, una estrategia predeterminada de "rotación".
y encienda el sistema de servicio es diferente, balanceo de carga dinámico a través de una serie de herramientas de análisis en el paquete de datos en tiempo real, las condiciones del tráfico de datos maestros en la red, la asignación racional de tareas para salir. La estructura se divide en balanceo de carga local y balanceo de carga geográfica (balanceo de carga global). El primero se refiere al balanceo de carga de los clústeres de servidores locales, y el último se refiere a pares de diferentes ubicaciones geográficas y diferentes redes. Balanceo de carga entre clusters de servidores.
cada servicio de nodo de clúster de servidor para ejecutar una copia separada del programa servidor deseado, como la Web, FTP, Telnet o programa de servidor de correo electrónico. Para algunos servicios, como los que se ejecutan en un servidor web, una copia del programa se ejecuta en todos los hosts del clúster, y el equilibrio de carga de la red distribuye la carga de trabajo entre esos hosts. Para otros servicios (como el correo electrónico), solo un host maneja la carga de trabajo para la cual el balanceo de carga de la red permite que el tráfico de la red fluya a un host y mueva el tráfico a otros hosts en caso de una falla del host.
tecnología de equilibrio de carga de la estructura
en la arquitectura de la red existente, el equilibrio de carga proporciona una forma barata y eficaz para ampliar el ancho de banda y servidores de aumentar el rendimiento, mejorar la capacidad de procesamiento de datos de la red, la mejora Flexibilidad y disponibilidad de la red. Se trata principalmente de las siguientes tareas:
◆ resolver los problemas de congestión de la red, el servicio más próxima que para lograr la independencia Ubicación y ◆ proporcionar a los usuarios un mejor acceso a la calidad
◆ para mejorar la capacidad de respuesta del servidor
◆ servidores y otros recursos para mejorar la eficiencia de utilización de
◆ partes clave de la red para evitar un único punto de equilibrio de carga de rotura en un sentido amplio
puede establecer ya sea una puerta de enlace dedicada, equilibrador de carga, o por medio de algún tipo de software especial para Implementado con el acuerdo. Para una aplicación de equilibrio de carga de una red, a partir de diferentes niveles de la red, se realiza un análisis específico de acuerdo con el cuello de botella de la red. Desde la aplicación del cliente hasta el análisis vertical del punto de inicio, refiriéndonos al modelo en capas de OSI, dividimos la implementación de la tecnología de equilibrio de carga en tecnología de equilibrio de carga del cliente, tecnología de servidor de aplicaciones, intercambio de protocolo de alto nivel e intercambio de protocolo de acceso a la red. de carga basado en el cliente
nivel de equilibrio de carga
◆ equilibrio
este modelo se refiere a la red se ejecuta en el cliente de concreto El programa recopila los parámetros de ejecución del grupo de servidores de forma periódica o irregular: el uso de la CPU, la E /S del disco, la memoria y otra información dinámica, y luego, de acuerdo con una estrategia de selección, encuentra el mejor servidor que puede proporcionar el servicio, la aplicación local Solicitud de envío a la misma. Si el programa de recopilación de información de carga encuentra que el servidor ha fallado, entonces busque otro servidor alternativo como la opción de servicio. Todo el proceso es completamente transparente para la aplicación, y todo el trabajo se maneja en tiempo de ejecución. Así que esta es también una técnica de equilibrio dinámico de carga.
pero hay problemas universales de esta tecnología. Debido a que cada cliente debe instalar este programa de recopilación especial y, para garantizar el funcionamiento transparente de la capa de aplicación, es necesario modificar cada aplicación, a través de la biblioteca de enlace dinámico o el método integrado, la solicitud de acceso del cliente puede pasar. El proceso de adquisición se envía de nuevo al servidor, en el proceso de redirección. Para cada aplicación, el código casi se vuelve a desarrollar y la carga de trabajo es relativamente grande.
Por lo tanto, esta técnica sólo se aplica a las aplicaciones especiales, como en la ejecución de ciertas tareas propias, más distribuida potencia de cálculo necesaria para los desarrolladores de aplicaciones no tienen demasiadas exigencias. Además, en el modelo de arquitectura JAVA, este modo se usa a menudo para implementar el equilibrio de carga distribuido. Debido a que las aplicaciones Java se basan en máquinas virtuales, se puede diseñar una capa intermedia entre la capa de aplicación y la máquina virtual para manejar el equilibrio de carga. Equilibrio de carga de servidor de aplicaciones
◆ si la carga cliente equilibrar capas intermedias de la endoprótesis a una determinada plataforma, formando una estructura de tres capas, a continuación, la aplicación cliente puede no requerir modificaciones especiales hechas, La solicitud está equilibrada de manera uniforme al nodo de servicio correspondiente a través del servidor de aplicaciones de capa intermedia. Una implementación más común es la tecnología de proxy inverso. Con un servidor proxy inverso, la solicitud se puede reenviar de manera uniforme a múltiples servidores, o los datos almacenados en la memoria caché se pueden devolver directamente al cliente. Este modo de aceleración puede mejorar la velocidad de acceso de las páginas web estáticas hasta cierto punto, logrando así el equilibrio de la carga.
usando un proxy inverso beneficio es que se puede combinar el equilibrio de carga de alta velocidad y el servidor proxy de caché, proporcionar un rendimiento útil. Sin embargo, también tiene algunos problemas. Primero, es necesario desarrollar un servidor proxy inverso para cada servicio. Esta no es una tarea fácil.
Aunque el servidor proxy inverso en sí mismo puede lograr una alta eficiencia, pero por cada agente, servidores proxy deben mantener dos conexiones, una conexión externa, unas conexiones de par, así que para particularmente alta conexión La solicitud, la carga del servidor proxy también es muy grande. El proxy inverso es capaz de ejecutar una política de equilibrio de carga optimizada para el protocolo de aplicación, accediendo al servidor interno más inactivo a la vez para proporcionar el servicio. Sin embargo, a medida que aumenta el número de conexiones simultáneas, la carga en el servidor proxy se vuelve muy grande. Finalmente, el servidor proxy inverso se convierte en un cuello de botella para el servicio. Escalable de carga basado en el sistema de nombres de dominio
◆ equilibrio Web de
NCSA es el primero en utilizar el sistema de votación tecnología web DNS dinámico. El mismo nombre se configura para varias direcciones en el DNS, por lo que el cliente que consulte el nombre obtendrá una de las direcciones, de modo que diferentes clientes accedan a diferentes servidores para lograr el equilibrio de carga. Esta tecnología se utiliza en muchos sitios web conocidos: incluidos los primeros sitios de Yahoo, 163, etc. El sondeo dinámico de DNS es fácil de implementar y no requiere una configuración y administración complicadas. En general, los sistemas similares a Unix con bind 8.2 o superior pueden ejecutarse, por lo que son ampliamente utilizados.
equilibrio de carga DNS es un método sencillo y eficaz, pero hay muchos problemas.
primer servidor de nombres de dominio no puede saber si el nodo de servicio efectivo si el fallo de un nodo de servicio, el sistema seguirá nombrar más de resolución de nombres de dominio para el nodo, haciendo que el usuario acceda a fracaso.
En segundo lugar, porque los datos de actualización de DNS TTL tiempo (Time to Live) marca, una vez más que el TTL, se requiere otro servidor DNS y la interacción del servidor con el fin de recuperar los datos de dirección, es posible obtener una dirección IP diferente . Por lo tanto, para que la dirección se pueda asignar al azar, el TTL debe ser lo más corto posible, y el servidor DNS en diferentes lugares puede actualizar la dirección correspondiente para obtener la dirección al azar. Sin embargo, configurar el TTL demasiado corto aumentará el tráfico de DNS y causará problemas de red adicionales.
Por último, no puede distinguir la diferencia entre un servidor y no reflejar el estado de funcionamiento actual del servidor. Al usar el equilibrio de carga de DNS, debe intentar asegurarse de que los diferentes equipos cliente puedan obtener diferentes direcciones de manera uniforme. Por ejemplo, el usuario A solo puede navegar por unas pocas páginas web, y el usuario B puede realizar una gran cantidad de descargas. Dado que el sistema de nombres de dominio no tiene una política de carga adecuada, es simplemente un balanceo rotativo y es fácil enviar la solicitud del usuario A a un sitio con poca carga. Y envíe la solicitud de B al sitio donde la carga ya es pesada. Por lo tanto, el sondeo dinámico de DNS no es ideal para el equilibrio dinámico.
◆ intercambio de alto nivel de acuerdo de tecnología
Además de los varios métodos de balanceo de carga, existe un consenso dentro de la capacidad técnica para apoyar el equilibrio de carga, que el intercambio URL o siete ofertas de intercambio Un método de control de alto nivel para el tráfico de acceso. La tecnología de intercambio de contenido web examina todos los encabezados HTTP y realiza decisiones de equilibrio de carga en función de la información en los encabezados. Por ejemplo, sobre la base de esta información, es posible determinar cómo proporcionar servicios para páginas personales y datos de imagen, como las capacidades de redireccionamiento en el protocolo HTTP. El nivel más alto
HTTP se ejecuta en conexión TCP. El cliente se conecta directamente al servidor a través de un servicio de número de puerto TCP constante 80 y luego envía una solicitud HTTP al servidor a través de la conexión TCP. El intercambio de protocolos controla la carga según la política de contenido, no el número de puerto TCP, por lo que no provoca la retención del tráfico de acceso.
tomar las solicitudes de entrada a varios servidores, y por lo tanto, sólo puede establecer conexiones TCP debido al dispositivo de equilibrio de carga y la petición HTTP para determinar cómo realizar el equilibrio de carga por correo. Cuando la tasa de éxito de un sitio web alcanza cientos o incluso miles de veces por segundo, la conexión TCP, el análisis de la información del encabezado HTTP y la demora del proceso se han vuelto muy importantes, y se debe hacer todo lo posible para mejorar el rendimiento de estas partes.
tiene una gran cantidad de información útil para el equilibrio de carga y encabezado de solicitud HTTP. Podemos obtener la URL y la página web solicitada por el cliente a partir de esta información. Con esta información, el dispositivo de equilibrio de carga puede dirigir todas las solicitudes de imágenes a un servidor de imágenes, o llamar al programa CGI de acuerdo con el contenido de consulta de la base de datos de la URL para guiar la solicitud. Ir a un servidor de base de datos dedicado de alto rendimiento.
Si el administrador de la red familiarizados con la tecnología de conmutación de contenido, se puede utilizar el contenido Web basado en el campo de cabecera HTTP cookies tecnología para mejorar los servicios para clientes específicos conmutación, si se encuentran algunas reglas de la petición HTTP, también puede tomar ventaja de Toma varias decisiones. Además del problema de las tablas de conexión TCP, cómo encontrar la información de encabezado HTTP adecuada y tomar decisiones de equilibrio de carga es un problema importante que afecta el rendimiento de la tecnología de intercambio de contenido web. Si el servidor web ha sido optimizado para funciones especiales como servicios de imágenes, conversaciones SSL, servicios de transacciones de bases de datos, este nivel de control de flujo mejorará el rendimiento de la red.
◆ intercambio de protocolo de acceso a la red
grandes redes se forman generalmente por un gran número de equipos técnicos especial, tal como incluyendo firewalls, routers, interruptores de 3,4 capas, dispositivo de equilibrio de carga, el tampón Servidores, servidores web, etc. Cómo combinar orgánicamente estos dispositivos técnicos es un problema clave que afecta directamente el rendimiento de la red. Muchos conmutadores ahora proporcionan conmutación de Capa 4, lo que proporciona una dirección IP coherente y se asigna a varias direcciones IP internas. Para cada solicitud de conexión TCP y UDP, seleccione dinámicamente una interna según su número de puerto y de acuerdo con la política. Dirección, reenvíe el paquete a esta dirección.