服務器全局負載平衡

1、服務器全局負載平衡簡介服務器全局負載平衡 (GSLB) 允許 Web 網絡托管商、門戶站點和企業(yè)根據地理位置分配內容和服務。分散內容和服務有許多好處，包括：可以自動將用戶指引到位于自己的地理區(qū)域的服務器中的內容，從而減少了響應時間和對昂貴的國際數據連接的使用時間。 引導用戶離開擁擠的網絡和服務器，使用戶在網上的感覺更加良好。 通過使用多站點內容和服務來提高容錯性和可用性，防止因本地網或區(qū)域網絡中斷、斷電或自然災害而導致故障的發(fā)生。 運行 GSLB 的 Alteon WebSystems 服務器交換機依照以下三項標準將用戶的請求轉到“最佳站點”，從而為其提供服務。站點的健康狀況, 站點距離 檢索

2、指定內容所需的響應時間。 本文對服務器全局負載平衡的解釋以 HTTP 和萬維網環(huán)境為基礎，但并不局限于 HTTP。任何可以通過 Alteon Networks 的服務器交換機進行負載平衡處理的服務均可以使用 GSLB。GSLB 操作概覽在客戶機 Z 加載其瀏覽器并進入 URL：（參見圖 1）后，系統(tǒng)向客戶機的本地 DNS 服務器發(fā)送 DNS getByHostname 查詢，要求獲得代表 的 IP 地址。本地 DNS 服務器檢查它的 DNS 緩存，以確定它是否已經知道該特定域名和主機名。如果不知道，本地 DNS 服務器將請求傳遞給適當的上游 DNS 服務器。DNS 查詢從上游 DNS 服務器的

3、緩存中獲得響應，或繼續(xù)傳遞，直至到達站點 A、B 或 C 處的服務器交換機所包含的 DNS 服務器。最終由哪個站點接收請求，要由大量的 DNS 配置參數確定。站點 A、B 和 C 的交換機配置為“分布站點”，并且均可以作為域 的“授權名稱服務器”。每個站點可以直接響應代表該域 IP 地址的 DNS 查詢。例如，如果站點 B 收到 DNS 查詢，則由其返回的 IP 地址便代表了包含被請求內容的站點的虛擬 IP (VIP) 地址。圖 1 - GSLB 操作 在上述示例中，假定站點 B 返回 IP 地址?？蛻魴C從其本地 DNS 服務器收到 DNS 查詢響應，指明 0 是 的

4、IP 地址?？蛻魴C將隨后打開與（在站點 A 上運行的 VIP 地址）的 TCP 端口 80 連接。然后，客戶機與 Alteon WebSystems 的 Web 站點進行通信，內容則來自站點 A?？墒?，站點 B 如何確定站點 A 就是處理客戶機的請求的正確站點呢？為什么站點 A“優(yōu)于”其它兩個可能的站點（包括響應 DNS 查詢的那個站點）呢？GSLB 使用三項標準來確定 DNS 將把客戶機指引到哪一個站點： 站點的健康狀況 客戶機和站點的地理位置 測出的站點響應時間 GLSB 將站點排為一個有序的列表，供 DNS 響應客戶機請求時使用。上述標準被用來確定某一站點是否列在表中，以及其出現的位置（

5、下文將對此進行詳細說明）。如果客戶機指向的站點突然發(fā)生故障或者超載，將會發(fā)生什么情況？假定運行 GSLB 的交換機及其與 Internet 連接運行正常，交換機便向客戶機發(fā)回一個 HTTP 重定向指令，通知它轉向另一個站點。如果 VIP 不再具有任何健康的實 IP 地址 (RIP)，或者當 HTTP 請求被發(fā)送到已經達到各自最高連接閾值的實服務器時，將發(fā)生這種情況。主要部件GSLB 包含四個主要部件，它們在 GSLB 組的每個交換機上運行： 分布站點監(jiān)控 - 每個站點的交換機對所有其它對等遠程站點執(zhí)行第 4 層健康狀況檢查（可將內容驗證作為選項之一），以確定每個站點的服務器和應用程序的健康狀況

6、和響應時間。 分布站點狀態(tài)協(xié)議 (DSSP) - 用于在站點之間交換健康狀況、負載、響應時間和吞吐量信息，這些交換的信息來源于正常操作時的定期更新以及重大事件觸發(fā)的更新。 對 Internet 拓撲結構的支持 - 交換機充當授權名稱服務器，在響應時檢查 DNS 請求并考慮地理因素。 DNS 授權名稱服務器 - 響應被引導到該站點的 DNS 請求。 分布站點監(jiān)控每個分布站點的交換機定期對每個定義的遠程實 IP (RIP) 地址執(zhí)行健康狀況檢查和響應時間檢查。這些遠程 RIP（即參與 GSLB 操作的交換機）通常與如下 VIP 地址相對應：這些地址在對等站點的交換機中運行，而 GSLB 正在對這些

7、交換機進行負載平衡處理。通過對每個遠程 RIP 進行可配置的循環(huán)健康狀態(tài)檢查，站點便可了解其對等站點的服務器、應用程序及內容等的可用性和響應時間。每次健康狀態(tài)檢查包括為一項已配置的應用程序打開和關閉 TCP 連接。如果交換機支持在應用/協(xié)議（HTTP、FTP、NNTP、DNS、SMTP 和 POP3）中進行內容健康狀況檢查，也可以將內容訪問配置為健康狀況檢查的一部分。對內容的訪問是根據系統(tǒng)管理員定義的“內容配置”（URL、文件名等）進行的。使用基于內容的健康狀況檢查時，響應時間定義為交換機發(fā)出打開連接的請求到交換機關閉連接這一過程的時間，包括檢索內容所需的時間。如果不進行基于內容的健康狀況檢查

8、，則無須考慮檢索內容所需的時間。每個交換機對每個定義的遠程 RIP（與在另一個站點的交換機中運行的一個 VIP 地址相對應）執(zhí)行該健康狀況檢查和響應時間檢查。例如，如果站點 A 看到 4 個其它站點，而站點 A 上的交換機為各遠程站點定義了 5 個 VIP（每個 VIP 與每個站點上的遠程 RIP 對應），則站點 A 的交換機在健康狀況檢查期間執(zhí)行 20 次健康狀況檢查和響應時間檢查（4 個站點乘以每個站點上的 5 個遠程 RIP）。請?zhí)貏e注意：遠程 RIP 健康狀況檢查并不限于包含遠程 VIP 的交換機。遠程交換機會將健康狀況檢查傳遞到該交換機所連接的各服務器。如果該交換機連接的是一組經過負

9、載平衡處理的服務器，健康狀況檢查將根據配置的負載均衡參數分配給各服務器。這樣，遠程健康狀況檢查不僅確定了遠程交換機的可用性，而且還確定這些交換機后面的服務器、應用以及內容（如果已配置）的可用性。如果某個遠程 RIP 不能響應健康狀況檢查而被交換機標記為“故障”，則交換機將： 不再認為該站點可用于傳遞連接，并停止將該遠程交換機 VIP 地址作為 DNS 響應的目標地址。 將該站點不能響應的信息通知給所有其它分布站點。每個分布站點隨后便可以進行測試，以查看該站點是否能夠響應，并采取相應的措施。 分布站點狀態(tài)協(xié)議分布站點狀態(tài)協(xié)議 (DSSP) 是一種輕型協(xié)議，用于將健康狀況和響應時間的信息從一個分布

10、站點傳輸到其它每個分布站點。每個 DSSP 數據包傳達下列信息： 由傳輸 DSSP 數據包的站點測出的每個對等站點的響應時間。 傳輸站點的剩余站點容量（每個 VIP 地址的可用連接數）。 傳輸站點的狀態(tài)。 每個站點使用 DSSP 傳輸的信息及其自身的響應時間檢查結果來構建一個由所有站點測出的全部站點的響應時間表。該信息隨后可用于計算各分布站點（包括該站點本身）的理想相對流量分布狀況。例如，這些站點可以確定： 站點 A 將接收所有流量的 20%。 站點 B 將接收所有流量的 10%。 站點 C 將接收所有流量的 10%。 站點 D 將接收所有流量的 20%。 站點 E 將接收所有流量的 10%。

11、 站點 F 將接收所有流量的 30%。 每個交換機中的 DNS 授權名稱服務器通過使用這些百分比，來確定服務器對下游 DNS 服務器作出響應時應包含每個站點的 VIP 地址的頻率。這種算法的優(yōu)點包括： 狀態(tài)最佳的站點接收的連接通常多于其它站點，但是并不接收所有連接。這樣可防止流量峰值導致某些站點超載。 流量將平均分配給最佳站點，從而保持良好的響應時間，使用戶滿意。 被所有其它站點視為狀況較差的站點（表明確有問題）往往接收較少數量的連接，甚至不接收連接，從而緩解了它們處理現有負載或執(zhí)行更正操作時的壓力。 如果每個站點均運行良好（包括 WAN 鏈接、服務器等），則它們在相同時間內通常接收等量的流量

12、。這樣可以確保這些站點不超載，但又各盡所能。 除了定期發(fā)送更新外，交換機還在以下異常情況下發(fā)送由 DSSP 觸發(fā)的更新： 交換機不能與遠程 RIP 通信。 交換機受到本地資源約束，例如所有服務器的連接都已達到最高限制值，或者 VIP 沒有相應的實服務器。 DSSP 觸發(fā)的更新包括定期更新中的所有信息。對 Internet 拓撲結構的支持GSLB 在確定由某一分布站點處理請求時，除了考慮站點健康狀況和響應時間外，還將地理信息一并考慮在內 例如，如果有 5 個包含某一指定主機名和域名的內容的站點，分別位于圣何塞（美國西部）、亞特蘭大（美國東部）、厄瓜多爾（南美洲）、巴黎（法國）和東京（日本）。通常

13、，將某一地理區(qū)域（國家、洲）的用戶和該區(qū)域的服務器相連接將使用戶最為滿意（除非“附近”站點發(fā)生故障或超載）。據此，歐洲的用戶通常接受巴黎站點的服務，而智利的用戶則接受厄瓜多爾站點的服務。如果讓一位日本用戶進入亞特蘭大站點查找內容，將浪費昂貴的國際帶寬，并導致用戶的響應不必要地拖遲。分布站點的交換機在響應 DNS 請求時也同時考慮地理因素。交換機接收 DNS 請求后，通過檢查請求的源 IP 地址來識別該請求的源地理位置。然后，交換機將參考該地理區(qū)域的相對流量分布表（下文將進行說明），以確定區(qū)域中的哪一個站點是 DNS 的響應應該指定的。例如，如果請求主機位于亞太地區(qū)某處，它將被引導到東京的服務器

14、。如果請求主機位于美國的某個地方，交換機將參考美國的相對流量分布表，以確定將主機引導到亞特蘭大還是圣何塞。DNS 授權名稱服務器完成 GSLB 的最終階段，是在分布站點的交換機中運行 DNS 授權名稱服務器。這些分布站點將適當的 IP 地址返回到下游 DNS 服務器。例如，如果某個客戶在瀏覽器中輸入某個特定主機名的 URL（由分散在美國各地的數個 VIP 所代表），系統(tǒng)便將 DNS getByHostname 查詢發(fā)送到本地 DNS 服務器，以詢問代表該域名和主機名的 IP 地址。本地 DNS 服務器隨后檢查它的 DNS 緩存，以確定它是否已經知道該特定域名和主機名。如果不知道主機名，則將請求

15、傳遞給下一個適當的 DNS 服務器。DNS 查詢由該 DNS 服務器的緩存作出響應，或進一步傳遞，直到請求到達某一運行 GSLB 的分布站點的交換機。分布站點上的交換機從下游 DNS 服務器接收 DNS 查詢以解析主機名時，它會確定發(fā)出請求的主機是屬于哪一個地理區(qū)域。然后，交換機查看該區(qū)域是否有處于健康狀況的分布站點。如果沒有，它將查找其它區(qū)域處于健康狀況的分布站點。在其它情況下，交換機會根據該區(qū)域的相對流量分布表提供一個包含 IP 地址的 DNS 響應。根據相對流量分布表中百分比的不同，各個響應中的 IP 地址也不相同。Alteon WebSystems 的 GSLB 優(yōu)勢雖然已經有一些競爭方案，用來向不同地理位置的分布站點分配負載，但是這些解決方案中沒有任何一種具備 Alteon WebSystems 的 GSLB 所支持的全部優(yōu)勢。這些優(yōu)勢包括： 1. 單個平臺中的本地服務器負載平衡、服務器全局負載平衡、應用重定向，以及第 2 層和第 3 層交換。這樣就可以支持其它應用方案，例如：Web 緩存重新定向、DNS 重定向、防火墻負載平衡和路由器負載平衡等。目前，沒有任何競爭對手的產品具有這種級別的集成和靈活性。 2. GS