Windows2003系統(tǒng)負(fù)載均衡策略全攻略

1、Windows 2003 系統(tǒng)負(fù)載均衡策略全攻略隨著各行業(yè)信息化建設(shè)的發(fā)展，使人們對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的處理能力、高可用性提出了更高的要求。 尤其是高度信息化的企業(yè)中， 關(guān)鍵性網(wǎng)絡(luò)服務(wù)已經(jīng)成為企業(yè)生成過程中的重要環(huán)節(jié)， 服務(wù)的中斷意味 著生產(chǎn)的中斷，機(jī)會的喪失。負(fù)載平衡不但可以有效地解決單服務(wù)器的性能限制， 而且可以實現(xiàn)故障的快速轉(zhuǎn)移， 保證服務(wù)的 高可用性以及靈活的擴(kuò)展性。于是，負(fù)載平衡幾乎是每個網(wǎng)絡(luò)管理員的必修課。本文章主要講述 Windows2003 在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡 (Network Load Balancing )方面的應(yīng)用。Windows 的負(fù)載平衡主要是依靠組建網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡群集來實現(xiàn)的，支

2、持WEB 、 FTP、 Proxy 、VPN 、Windows Media 、Telnet 等服務(wù)器的負(fù)載平衡。負(fù)載平衡的原理NLB 其實就是提供相同服務(wù)的一系列服務(wù)器同時監(jiān)聽服務(wù)請求，并允許在同一時間運行多個應(yīng) 用程序?qū)嵗?NLB 的核心是位于網(wǎng)絡(luò)適配器驅(qū)動和網(wǎng)絡(luò)層之間的 WLBS.SYS 的篩選器驅(qū)動。 NLB 把每個 IP 數(shù)據(jù)包分發(fā)到所有群集節(jié)點，并根據(jù)數(shù)據(jù)包的源地址、目標(biāo)地址、傳輸層協(xié)議、端口、群 集的配置參數(shù)以及算法做出由某個節(jié)點處理而其他節(jié)點丟棄此數(shù)據(jù)包的統(tǒng)一決定。負(fù)載平衡的概念配置負(fù)載平衡之前，需要理解幾個重點概念。群集 IP 地址和子網(wǎng)掩碼 :群集的虛擬 IP 地址，是表現(xiàn)

3、在客戶面前的 “外部 ”地址。專用 IP 配置和子網(wǎng)掩碼 : 群集各節(jié)點的本地 IP 地址，唯一標(biāo)識群集的各節(jié)點。完整 Internet 名 : 能夠訪問此群集的 DNS 名稱，比如 。群集操作模式 : 在方案的選擇中詳細(xì)講述。端口規(guī)則 :Windows2003 中新加的功能，細(xì)化了控制微粒，可以阻止某節(jié)點特定應(yīng)用程序的流 量，而在 Windows2000 中這是不能實現(xiàn)的。優(yōu)先級 （單一主機(jī)標(biāo)識符 ）: 范圍在 1-32 之間 （32 是一個群集的最大節(jié)點數(shù) ）。此值決定如何處理 沒有包含在任何為群集定義的端口規(guī)則中的傳入網(wǎng)絡(luò)通訊。 具有最高優(yōu)先級的主機(jī) （ 優(yōu)先值最小 ） 將處 理所有這種

4、通訊。負(fù)載平衡的要求操作系統(tǒng)的要求 在 windows2003 的所有版本系統(tǒng)中， NLB 都是可用的。 群集可以兼容以前的 windows 服務(wù)器操作系統(tǒng) （ 比如 2000,NT4.0） 。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的要求NLB 可以在連接到 FDDI（ 光纖分布式數(shù)據(jù)接口 ），以太網(wǎng)，吉比特以太網(wǎng)的服務(wù)器上運行，但不 能在 Token Ring（ 令牌環(huán) ） 網(wǎng)絡(luò)上運行。網(wǎng)卡的要求所有的網(wǎng)絡(luò)適配器必須在 Windows2003 的硬件兼容列表中。一般情況下，服務(wù)器的網(wǎng)卡都會 符合要求。交換機(jī)和路由器的要求當(dāng)計劃使用 VLAN 來防止交換數(shù)據(jù)洪水時，必須確保交換機(jī)支持 VLAN 設(shè)置 ;當(dāng)使用多播時，部 分

5、路由器不支持把單播 IP 地址映射為一個多播 Mac 地址，需要手工設(shè)置。通訊協(xié)議的要求綁定到群集的網(wǎng)絡(luò)適配器只能安裝 TCP/IP 協(xié)議，可以必須靜態(tài)分配，不支持 DHCP 。應(yīng)用程序的要求首先必須是 TCP 或 UDP 通訊，而且確定當(dāng)前應(yīng)用程序或服務(wù)必須支持 NLB 。負(fù)載平衡的設(shè)計由于網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡不能根據(jù) CPU 和內(nèi)存利用率來分配流量，而且性能并不是隨著節(jié)點數(shù)量的增 加而線性變化的 （因為隨著規(guī)模的增大，由此產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)開銷， CPU 開銷也隨著增大 ） ，所以正確的 設(shè)計和規(guī)劃負(fù)載平衡是至關(guān)重要的。群集的實現(xiàn)需要群集內(nèi)部的通訊 （ 比如心跳信息和聚合通訊 ）以及管理和內(nèi)容復(fù)制的數(shù)據(jù)傳

6、輸。 這 部分通訊占用了網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬。為了克服單網(wǎng)卡的局限性，可以使用雙網(wǎng)卡，一個用于負(fù)載客戶端 的通訊，另一個用于傳輸內(nèi)部通訊，管理和內(nèi)容的數(shù)據(jù)。群集操作模式的選擇是設(shè)計的重要一步。 單播模式是指各節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)適配器被重新指定了一個虛 擬 Mac（ 由 02-bf 和群集 IP 地址組成確保此 MAC 的唯一性 ） 。由于所有綁定群集的網(wǎng)絡(luò)適配器的 MAC 都相同，所以在單網(wǎng)卡的情況下，各節(jié)點之間是不能通訊的，這也是推薦雙網(wǎng)卡配置的原因之一。為 了避免交換機(jī)的數(shù)據(jù)洪水，應(yīng)該結(jié)合 VLAN 使用。多播模式下，網(wǎng)絡(luò)適配器在保留原有的 MAC 地址不變的同時，還分配了一個各節(jié)點共享的多播 MAC

7、地址。所以，即使單網(wǎng)卡的節(jié)點之間也可以正常通訊。但單網(wǎng)卡的帶寬占用、競爭網(wǎng)絡(luò)適配器 等缺點仍然存在。此外，部分路由器 （特別是 Cisco 產(chǎn)品）還不支持單播 IP 地址和多播 MAC 的ARP 映射的自動創(chuàng) 建，需要手工配置。 IGMP 多播（ 只有在選中多播時， 才可以選擇此項 ） ，在繼承多播的優(yōu)點之外， NLB 每隔 60 秒發(fā)送一次 IGMP 信息，使多播數(shù)據(jù)包只能發(fā)送到這個正確的交換機(jī)端口，避免了交換機(jī)數(shù) 據(jù)洪水的產(chǎn)生。端口規(guī)則是 Windows2003 的新特性。 NLB 提供 3 種篩選模式，可以針對端口規(guī)則采取禁止、 多主機(jī)負(fù)載平衡和單主機(jī)的特殊處理。其中，多主機(jī)篩選模式提供

8、了真正意義上的負(fù)載平衡，并且可 以根據(jù)節(jié)點的實際處理能力進(jìn)行負(fù)載量的分配。單個群集的最大節(jié)點數(shù)為 32 ，如果還不能滿足需要，可以使用 Round-Robin Domain Name Service 把請求映射到多個群集上 （但也因此引入了單點故障 DNS ，除非 DNS 冗余）。負(fù)載平衡的安裝與配置Windows2003 引入了網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡管理器（控制面板 - 管理工具），使負(fù)載平衡的安裝和配 置更加簡單。管理器可以容易的實現(xiàn)群集的建立、刪除，節(jié)點的添加、 刪除、修改以及故障的檢測。運行網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡管理器，選擇 群集 - 新建 ，彈出 “群集參數(shù) ”對話框，按需要配置。如下：下一步，系統(tǒng)會提

9、示添加附加群集 IP ，如果不需要可直接按 “下一步 ”進(jìn)行端口配置。以 web 群集 配置為例，其典型端口配置如下圖所示：如果會話狀態(tài)不保存在該群集上，則相似性選擇無，否則選 擇單一或者類 C。之后，指定一臺主機(jī)連接，并選擇一個可用的網(wǎng)絡(luò)接口，進(jìn)行主機(jī)參數(shù)的設(shè)置：點擊“完成 ”，管理器會自動連接到主機(jī)上進(jìn)行相關(guān)配置來創(chuàng)建一個新的群集。 可以雙擊日志項目， 了解 NLB 管理器都進(jìn)行了什么配置。雖然，使用 NLB 管理器是一個微軟推薦的方法，但使用 NLB.EXE 命令行仍然有它獨特的優(yōu)點： 反應(yīng)快，便于批處理。因此，掌握 NLB 命令也是快速部署的需要。負(fù)載平衡的安全考慮群集的遠(yuǎn)程管理特性允許管理員在遠(yuǎn)程計算機(jī)上使用 NLB.EXE 管理群集。但啟用此功能后，會 帶來安全風(fēng)險，比如密碼泄露和 Dos （拒絕服務(wù)攻擊 ） 。如果啟用，請確