基金公司鏈路及服務(wù)器負載均衡-F5解決方案

1、基金公司鏈路及服務(wù)器負載均衡-f5解決方案基金公司鏈路及服務(wù)器負載均衡-f5解決方案目錄一 項目背景3 基金行業(yè)最新動態(tài)簡介3 基金公司原有網(wǎng)站系統(tǒng)潛在的問題3二 需求描述5多鏈路負載均衡5應(yīng)用服務(wù)器負載均衡5集成的應(yīng)用優(yōu)化需求5三 f5方案描述6 f5方案總體設(shè)計及描述6 f5解決方案的優(yōu)點7 f5的解決方案是唯一可以提供毫秒級切換的解決方案7f5的解決方案是唯一集成優(yōu)化的負載均衡解決方案8f5的解決方案提供irules可以對系統(tǒng)應(yīng)用提供靈活的支持10f5 是專業(yè)的應(yīng)用交付解決方案的廠商，是行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。11f5負載均衡是全球著名應(yīng)用廠商的的首選推薦。12附錄1: 鏈路負載均衡關(guān)鍵技術(shù)13附

2、錄2: 服務(wù)器負載均衡技術(shù)實現(xiàn)15 一 項目背景 基金行業(yè)最新動態(tài)簡介基金行業(yè)用8年的蟄伏迎來了2006年的輝煌。經(jīng)歷了8年的風(fēng)雨，其間也有股市的牛熊交替，或許基金行業(yè)從來沒有想到2006年有如此的蓬勃發(fā)展，而400億基金的一日速成更創(chuàng)造了基金發(fā)行的天文數(shù)字。隨著2006年出現(xiàn)一批百億基金，乃至單只規(guī)模達四百億的基金登陸證券市場，國內(nèi)基金以超6000千億元之巨的規(guī)模向市場更加明顯地表現(xiàn)出了以基金為代表的機構(gòu)化時代的來臨。今年以來，新募集的基金規(guī)模迄今已超過過去5年基金首發(fā)規(guī)模的八成，接近過去3年基金的首發(fā)規(guī)模的總和。隨著基金業(yè)的火熱發(fā)展，基金公司的網(wǎng)上交易，網(wǎng)上理財，網(wǎng)上資訊等應(yīng)用訪問量都呈指

3、數(shù)級增長，對基金公司應(yīng)用，網(wǎng)站等原有系統(tǒng)都提出新的挑戰(zhàn)。優(yōu)化/改造原有應(yīng)用it架構(gòu)成為各基金公司面臨的首要任務(wù)?；鸸镜姆?wù)的內(nèi)容和方式必須進行相應(yīng)的調(diào)整和更新，以滿足在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，客戶不受時間，地點的限制，隨時交互的進行金融活動的需要。對于基金公司的網(wǎng)站來講，最重要的莫過于實現(xiàn)網(wǎng)上交易平臺的安全，快速，高可用了。網(wǎng)上交易系統(tǒng)平臺主要需求如下：Ø 安全交易，由于網(wǎng)上交易涉及客戶個人隱私和基金公司,銀行金融機密，因此網(wǎng)上交易的安全性是系統(tǒng)建設(shè)的首要問題。Ø 支持傳統(tǒng)業(yè)務(wù)及新業(yè)務(wù)發(fā)展，實現(xiàn)在線交易。Ø 訪問快速。Ø 支持 7×24小

4、時全天候服務(wù)，充分利用系統(tǒng)和設(shè)備的能力，為客戶提供可靠，完善，便捷的服務(wù)。Ø 安裝，維護方便。Ø 具備高性能，高擴展性和高可伸縮性。 基金公司原有網(wǎng)站系統(tǒng)潛在的問題引起站點無法訪問的原因主要有如下幾種 ：Ø 單isp 接入線路故障；Ø 服務(wù)器故障服務(wù)器出現(xiàn)硬件或操作系統(tǒng)故障而不能使用 ； Ø 軟件故障盡管其它應(yīng)用系統(tǒng)正常運行，但某個或某些應(yīng)用系統(tǒng)掛起或停止響應(yīng) ； Ø 內(nèi)容故障服務(wù)器和應(yīng)用系統(tǒng)都在正常運行，但對請求的響應(yīng)卻是“404 object not found”，或響應(yīng)內(nèi)容不正確;Ø 流量過多服務(wù)器的響應(yīng)與負載量變化密

5、切相關(guān)。在流量增 長的過程中，服務(wù)器將及時對請求作出響應(yīng)，然而當(dāng)流量到達一個極限點時，服務(wù)器就會停止對所有請求進行響應(yīng)。這種現(xiàn)象在本質(zhì)上很象二進位制服務(wù)器或者工作或者罷工 。Ø 不能訪問網(wǎng)絡(luò)如果服務(wù)器和外界的連接中斷，也就無法進行訪問了。這可能是由路由器故障、路由器配置錯誤或是高速緩存故障而引起的。Ø 訪問速度緩慢響應(yīng)時間將影響客戶的信心和心情，很明顯，客戶訪問網(wǎng)站時等待的時間越長，它們就會越不耐煩，為防止現(xiàn)有客戶或潛在客戶棄您的網(wǎng)站而去，更糟糕的是轉(zhuǎn)而訪問競爭對手的網(wǎng)站，一定要避免網(wǎng)站的速度因突然出現(xiàn)的流量高峰而慢得像蝸牛一樣。通訊擁塞，服務(wù)器過載，ssl的使用，防火墻等

6、等均可造成訪問速度減慢。Ø 異地容災(zāi)問題當(dāng)一個中心發(fā)生故障時，如何自動轉(zhuǎn)向其它可用站點，并在原中心恢復(fù)后，自動轉(zhuǎn)回服務(wù)，而且自動同步內(nèi)容。Ø 安全問題黑客攻擊，產(chǎn)品本身安全性，系統(tǒng)的安全性，遠程管理的安全性，防火墻異構(gòu)，ssl方式, 安全與速度等。二 需求描述為了適應(yīng)新的業(yè)務(wù)發(fā)展需求, 解決原有網(wǎng)站潛在的問題，需要對原有網(wǎng)站系統(tǒng)實現(xiàn)鏈路及服務(wù)器負載均衡，具體要求如下:多鏈路負載均衡為了保證出口鏈路的高可用性和訪問效率，計劃擁有多條isp接入線路。多鏈路負載均衡設(shè)備能夠提供獨具特色的解決方案，不但能夠充分利用多條鏈路（雙向流量按照預(yù)設(shè)的算法分擔(dān)到不同的鏈路上，一旦一條鏈路不通

7、的情況下，能夠無縫切換到另外一條可用鏈路上）；而且可以根據(jù)對不同鏈路的偵測結(jié)果，將最快速的鏈路提供給外部用戶進行響應(yīng)，從而解決目前廣泛存在的多個isp之間的互聯(lián)互通問題。應(yīng)用服務(wù)器負載均衡通過負載均衡設(shè)備, 采用豐富的負載均衡算法對應(yīng)用服務(wù)器進行負載均衡，使流量得以合理分配，并且需要處理因服務(wù)器負載均衡所帶來的會話保持問題。某臺服務(wù)器發(fā)生故障時由負載均衡產(chǎn)品自動檢查到，并且將其從服務(wù)器群組中排除，透明的容錯，從而保證服務(wù)器的整體性能得以大幅度提升。集成的應(yīng)用優(yōu)化需求需提供一套有針對性的方法來減少流量，降低互聯(lián)網(wǎng)延遲和客戶機連接瓶頸對其應(yīng)用性能所造成的影響。通過綜合采用多種應(yīng)用優(yōu)化手段以后，應(yīng)用

8、訪問的性能可以得到顯著提高，與此同時，由于服務(wù)器性能的提高，還可以達到減少服務(wù)器數(shù)量、從而節(jié)省投資的目的。例如強調(diào)有ssl 加速集成，內(nèi)容緩存，http 壓縮等。三 f5方案描述 f5方案總體設(shè)計及描述根據(jù)需求，建議在原有系統(tǒng)中部署兩臺f5 bigip 負載均衡器, 同時實現(xiàn)多鏈路及服務(wù)器的負載均衡。 具體的部署方式根據(jù)實際情況和應(yīng)用要求，可以考慮采取不同部署方式。下面是改造前后的網(wǎng)絡(luò)拓撲圖及相關(guān)討論。以雙鏈路出口(一條網(wǎng)通,一條電信為例) 。改造前internet單出口拓樸互聯(lián)網(wǎng)內(nèi) 網(wǎng)mailwebftp論壇/bbs網(wǎng)上交易dmz區(qū)二層交換機防火墻防火墻改造后internet雙出口拓樸圖電信

9、網(wǎng)通內(nèi)網(wǎng)防火墻防火墻external vlaninternal vlanmailwebftp論壇/bbs網(wǎng)上交易dmz區(qū)服務(wù)器區(qū)：wideips: cncip/ctcipf5_bigip 負載均衡器f5_bigip 負載均衡器兩臺f5 bigip負載均衡器做ha實現(xiàn)冗余，f5 bigip 負載均衡器可同時實現(xiàn)鏈路及服務(wù)器負載均衡。具體有關(guān)鏈路負載均衡, 服務(wù)器負載均衡原理請見附錄。同時,f5 bigip 負載均衡器可集成ssl 加速,http壓縮, ramcache內(nèi)容緩存等應(yīng)用優(yōu)化功能。 f5解決方案的優(yōu)點 f5的解決方案是唯一可以提供毫秒級切換的解決方案基金網(wǎng)站系統(tǒng)是一個可靠性要求非常高的

10、系統(tǒng)，系統(tǒng)中斷1秒鐘都會影響到成千上萬個用戶。f5的解決方案可以提供毫秒級的切換，確保網(wǎng)站系統(tǒng)的應(yīng)用不會因為負載均衡器的切換造成中斷。f5公司的bigip 產(chǎn)品是業(yè)界唯一的可以達到毫秒級切換的負載均衡產(chǎn)品, 目前，在中國17家專業(yè)銀行的生產(chǎn)系統(tǒng)無一例外都是采用了f5的負載均衡器，毫秒級的切換時間保證了%的無故障時間。3.2.2 f5的解決方案是唯一集成優(yōu)化的負載均衡解決方案Ø 在同一臺負載均衡器上同時實現(xiàn)鏈路及服務(wù)器負載均衡通過在負載均衡器上附加軟件功能模塊還可以實現(xiàn)以下具有典型意義的功能: Ø ssl 加速集成當(dāng)企業(yè)的關(guān)鍵應(yīng)用(網(wǎng)銀系統(tǒng)就是典型代表之一)通過互聯(lián)網(wǎng)進行部署

11、時，往往需要采ssl來提高應(yīng)用的安全性。而ssl流量的快速增加，往往使服務(wù)器的cpu不堪重負。f5 bigip應(yīng)用交換機集成了硬件ssl加速處理能力，使客戶能夠有效地管理通過ssl提供的企業(yè)應(yīng)用，并進行先進的智能流量管理檢查。從而，提供了更強大的性能，并降低了實施安全應(yīng)用的成本。f5 bigip應(yīng)用交換機對ssl會話第一階段的非對稱加密和第二階段的對稱加密都實現(xiàn)了硬件加速，真正卸載cpu處理ssl加密解密的帶來的沉重負擔(dān)。通過irule提供的強大編程處理能力，f5 bigip應(yīng)用交換機還可以實現(xiàn)對應(yīng)用內(nèi)容有選擇性的加密。bigip應(yīng)用交換機在基本配置中已經(jīng)包含了100tps的ssl加速處理能力

12、。通過購買附加的license可以將額外ssl的加速處理能力在bigip應(yīng)用交換機上激活。 bigip 1500bigip 3400bigip 6400bigip 6800max. ssl tps2,0008,00015,00020,000max. ssl bulk500 mbps1 gbps2 gbps2 gbpsmax. ssl conc. conn.100,000200,000500,000500,000Ø 動態(tài)智能http壓縮web serverclient 1client 2big-ipcompression on the big-ip使用工業(yè)標準的gzip和de

13、flate壓縮算法來壓縮http流量；降低帶寬消耗、縮短最終用戶在慢速 / 低帶寬連接條件下的下載時間。 廣域網(wǎng)訪問的網(wǎng)絡(luò)延時與帶寬瓶頸經(jīng)常給用戶的web應(yīng)用的正常訪問帶來不便，通過在f5 big-ip應(yīng)用交換機上啟用http壓縮功能，可以帶來以下好處：更快的頁面下載速度；更小的帶寬消耗(支持廣泛數(shù)據(jù)類型的壓縮：例如http, xml, javascript, j2ee applications and many others)，啟用帶寬壓縮所帶來的帶寬節(jié)省可以達到80%?？蛻舳俗赃m應(yīng)的壓縮處理能力(技術(shù)專利)：f5 big-ip應(yīng)用交換機可以通過探測到客戶端的round trip time來

14、識別用戶是通過寬帶還是窄帶方式上網(wǎng)，然后決定是否要對該用戶啟用http壓縮功能。對用戶完全透明，不需要在客戶端安裝程序：f5 big-ip應(yīng)用交換機采用的壓縮算法是目前常用web瀏覽器廣泛支持的gzip和deflate算法，因此對用戶完全透明，不需要預(yù)先安裝客戶端解壓程序。bytes before compressionbytes after compression% bandwidth savediis (standard web content)538,31897,875 82oracle 10g portalowa 2003305,001 100,192 67sharepoint por

15、tal services 2003790,652 203,400 74siebel call center 2,053,366275,34387weblogic portal 217,97066,09370以下是各種型號big-ip應(yīng)用交換機所能支持的最大壓縮處理能力： big-ip 1500big-ip 3400big-ip 6400big-ip 6800max. compression100 mbps500 mbps2 gbps2 gbpsØ ramcache 內(nèi)容緩存通過在f5 big-ip應(yīng)用交換機的內(nèi)存上對服務(wù)器上被反復(fù)存取的內(nèi)容作緩存，可以大大減輕服務(wù)器上的壓力

16、(可以減輕50%以上日服務(wù)器性能壓力)。f5 big-ip應(yīng)用交換機提供了內(nèi)存緩存的靈活控制能力，可以對指定應(yīng)用的指定內(nèi)容在指定條件下進行緩存與刷新。支持靜態(tài)與動態(tài)內(nèi)容的緩存，對動態(tài)頁面(例如動態(tài)html)，可以根據(jù)預(yù)先定義的緩存內(nèi)容刷新條件對內(nèi)容進行刷新。而每個應(yīng)用進行高速緩存可以消耗的內(nèi)存容量也可以靈活定制。3.2.3 f5的解決方案提供irules可以對系統(tǒng)應(yīng)用提供靈活的支持bigip軟件包括強大易用的irules工具，可用來定義如何根據(jù)報頭和/或tcp有效負載信息來引導(dǎo)、保存和過濾流量。irules增強了企業(yè)或服務(wù)提供商定根據(jù)業(yè)務(wù)需求定制應(yīng)用流量的能力。在bigip上，我們可以同過bi

17、gip的irules來實現(xiàn)七層的流量檢測和靈活的負載均衡策略定義。通過irules可以對網(wǎng)絡(luò)流量的任何規(guī)則進行判斷，如源、目的ip地址，源、目的端口，數(shù)據(jù)包內(nèi)容等。irules 可以同系統(tǒng)的應(yīng)用進行靈活的配合，對系統(tǒng)提交的數(shù)據(jù)進行分析，對特定的請求進行特殊的處理，或者對于特定的業(yè)務(wù)進行處理。3.2.4 f5 是專業(yè)的應(yīng)用交付解決方案的廠商，是行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。從gartner最新的市場分析報告中可以看出，f5 公司不論是在領(lǐng)導(dǎo)者地位還是可執(zhí)行能力方面都處在最領(lǐng)先的位置。3.2.5 f5負載均衡是全球著名應(yīng)用廠商的的首選推薦。 f5 與全球著名應(yīng)用廠商如microsoft , bea , ibm ,

18、 oracle 等都建立了全球合作伙伴關(guān)系, 在他們的系統(tǒng)中, 首選f5負載均衡。f5 負載均衡技術(shù)與其應(yīng)用有著完美的結(jié)合及寶貴的經(jīng)驗。附錄1: 鏈路負載均衡關(guān)鍵技術(shù)智能dns 解析功能提供智能的dns解析功能（示意圖）internetldnsclient12345探測6探測789注冊上級dns：ns1. 為了更好的分析f5的big-ip 是如何實現(xiàn)對不同isp用戶訪問提供不同的訪問鏈路的，以一個電信用戶的訪問過程來詳細講解一下。首先，在lc上將會有兩條isp的鏈路連接，可以在其上層的交換機上通過vlan來劃分開兩條鏈路，然后接入到不同isp的路由器上。同時在lc上不同的isp接口上配置上不同

19、isp的連接ip 。然后，在域名解析的dns上做一個別名的dns解析條目，如下：in cname in ns 。 in ns 。in a （f5設(shè)備電信地址）in a (f5設(shè)備網(wǎng)通地址）f5：配置： in a in a 其中sub是一個在lc上配置的虛擬域名，可以自己來定義。通過一個dns的別名和ns域名解析指向，就可以讓用戶本地的dns去lc上取相應(yīng)的域名解析結(jié)果，而lc通過對不同鏈路狀態(tài)的檢測，回復(fù)最優(yōu)路徑的訪問ip，這樣就可以實現(xiàn)訪問速度的提高了。具體流程如下：1、 電信用戶在ie瀏覽器上訪問 這個域名，本地機器會向其本地dns服務(wù)器查詢該域名的解析ip。2、 如果本地dns上沒有該域

20、名的條目，它會向根詢問該條目；如果已經(jīng)有，則馬上回應(yīng)一個解析條目。3、 由于在根dns上已經(jīng)做了一個別名的dns解析條目，當(dāng)本地dns向根dns詢問解析的時候，根dns會通知該本地dns向lc獲取這個域名的解析條目。4、 本地dns聯(lián)系lc詢問解析，這時lc會動態(tài)檢測兩條通往不同isp路道，測試那條到達該本地dns相對較優(yōu)，然后選擇相對較優(yōu)的鏈路的地址去回應(yīng)本地dns，在本例中會使用中國電信的ip對 這個域名做解析。5、 本地dns會根據(jù)從lc收到的域名解析條目回應(yīng)提出要求的中國電信訪問用戶。6、 中國電信的訪問用戶使用中國電信的地址去訪問 這個域名。從上面的過程可見，通過lc的鏈路檢測功能，

21、可以為用戶提供最優(yōu)的訪問鏈路，同時解決不同isp接入速度慢的影響。附錄2: 服務(wù)器負載均衡技術(shù)實現(xiàn)big/ip利用虛擬ip地址（vip由ip地址和tcp/udp應(yīng)用的端口組成，它是一個地址和端口的組合）來為用戶的一個或多個目標服務(wù)器（稱為節(jié)點：目標服務(wù)器的ip地址和tcp/udp應(yīng)用的端口組成，它可以是internet的私網(wǎng)保留地址）提供服務(wù)。因此，它能夠為大量的基于tcp/ip的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供服務(wù)器負載均衡服務(wù)。big/ip連續(xù)地對目標服務(wù)器進行l(wèi)4到l7合理性檢查，當(dāng)用戶通過vip請求目標服務(wù)器服務(wù)時，big/ip根椐目標服務(wù)器之間性能和網(wǎng)絡(luò)健康情況，選擇性能最佳的服務(wù)器響應(yīng)用戶的請求。bi

22、g/ip能夠充分利用所有的服務(wù)器資源，將所有流量均衡的分配到各個服務(wù)器，從而有效地避免“不平衡”現(xiàn)象的發(fā)生。bigip是一臺對流量和內(nèi)容進行管理分配的設(shè)備。它提供12種靈活的算法將數(shù)據(jù)流有效地轉(zhuǎn)發(fā)到它所連接的服務(wù)器群。而面對用戶，只是一臺虛擬服務(wù)器。用戶此時只須記住一臺服務(wù)器，即虛擬服務(wù)器。但他們的數(shù)據(jù)流卻被bigip靈活地均衡到所有的服務(wù)器。這12種算法包括：Ø輪詢（roundrobin）：順序循環(huán)將請求一次順序循環(huán)地連接每個服務(wù)器。當(dāng)其中某個服務(wù)器發(fā)生第二到第7層的故障，big/ip就把其從順序循環(huán)隊列中拿出，不參加下一次的輪詢，直到其恢復(fù)正常。Ø比率（ratio）：給

23、每個服務(wù)器分配一個加權(quán)值為比例，根椐這個比例，把用戶的請求分配到每個服務(wù)器。當(dāng)其中某個服務(wù)器發(fā)生第二到第7層的故障，big/ip就把其從服務(wù)器隊列中拿出，不參加下一次的用戶請求的分配，直到其恢復(fù)正常。Ø優(yōu)先權(quán)（priority）：給所有服務(wù)器分組，給每個組定義優(yōu)先權(quán)，big/ip用戶的請求，分配給優(yōu)先級最高的服務(wù)器組（在同一組內(nèi)，采用輪詢或比率算法，分配用戶的請求）；當(dāng)最高優(yōu)先級中所有服務(wù)器出現(xiàn)故障，big/ip才將請求送給次優(yōu)先級的服務(wù)器組。這種方式，實際為用戶提供一種熱備份的方式。Ø最少的連接方式（leastconnection）：傳遞新的連接給那些進行最少連接處理的服

24、務(wù)器。當(dāng)其中某個服務(wù)器發(fā)生第二到第7層的故障，big/ip就把其從服務(wù)器隊列中拿出，不參加下一次的用戶請求的分配，直到其恢復(fù)正常。Ø最快模式（fastest）：傳遞連接給那些響應(yīng)最快的服務(wù)器。當(dāng)其中某個服務(wù)器發(fā)生第二到第7層的故障，big/ip就把其從服務(wù)器隊列中拿出，不參加下一次的用戶請求的分配，直到其恢復(fù)正常。Ø觀察模式（observed）：連接數(shù)目和響應(yīng)時間以這兩項的最佳平衡為依據(jù)為新的請求選擇服務(wù)器。當(dāng)其中某個服務(wù)器發(fā)生第二到第7層的故障，big/ip就把其從服務(wù)器隊列中拿出，不參加下一次的用戶請求的分配，直到其恢復(fù)正常。Ø預(yù)測模式（predictive）

25、：big/ip利用收集到的服務(wù)器當(dāng)前的性能指標，進行預(yù)測分析，選擇一臺服務(wù)器在下一個時間片內(nèi)，其性能將達到最佳的服務(wù)器相應(yīng)用戶的請求。(被big/ip進行檢測)Ø動態(tài)性能分配（dynamicratio-apm):big/ip收集到的應(yīng)用程序和應(yīng)用服務(wù)器的各項性能參數(shù)，動態(tài)調(diào)整流量分配。Ø動態(tài)服務(wù)器補充（dynamicserveract.):當(dāng)主服務(wù)器群中因故障導(dǎo)致數(shù)量減少時，動態(tài)地將備份服務(wù)器補充至主服務(wù)器群。Ø服務(wù)質(zhì)量(qos)：按不同的優(yōu)先級對數(shù)據(jù)流進行分配。Ø 服務(wù)類型(tos)：按不同的服務(wù)類型（在typeoffield中標識）對數(shù)據(jù)流進行分配。Ø 規(guī)則模式：針對不同的數(shù)據(jù)流設(shè)置導(dǎo)向規(guī)則，用戶可自行編輯流量分配規(guī)則，big/ip利用這些規(guī)則對通過的數(shù)據(jù)流實施導(dǎo)向控制。當(dāng)出現(xiàn)流量“峰值”時，如果能調(diào)配所有服務(wù)器的資源同時提供服務(wù)，所謂的“峰值堵塞”壓力就會由于系統(tǒng)性能的大大提高而明顯減弱。由于bigip優(yōu)