負(fù)載均衡技術(shù)白皮書

1、負(fù)載均衡技術(shù)白皮書目 錄 HYPERLINK l _bookmark0 概述 HYPERLINK l _bookmark1 3 HYPERLINK l _bookmark0 負(fù)載均衡產(chǎn)生背景 HYPERLINK l _bookmark2 3 HYPERLINK l _bookmark0 服務(wù)器負(fù)載均衡產(chǎn)生背景 HYPERLINK l _bookmark3 3 HYPERLINK l _bookmark4 網(wǎng)關(guān)負(fù)載均衡產(chǎn)生背景 HYPERLINK l _bookmark5 4 HYPERLINK l _bookmark4 鏈路負(fù)載均衡產(chǎn)生背景 HYPERLINK l _bookmark6 4 H

2、YPERLINK l _bookmark4 全局負(fù)載均衡產(chǎn)生背景 HYPERLINK l _bookmark7 4 HYPERLINK l _bookmark8 負(fù)載均衡技術(shù)優(yōu)點 HYPERLINK l _bookmark9 5 HYPERLINK l _bookmark8 技術(shù)實現(xiàn) HYPERLINK l _bookmark10 5 HYPERLINK l _bookmark8 概念介紹 HYPERLINK l _bookmark11 5 HYPERLINK l _bookmark12 服務(wù)器負(fù)載均衡 HYPERLINK l _bookmark13 6 HYPERLINK l _bookma

3、rk14 NAT方式L4 服務(wù)器負(fù)載均衡 HYPERLINK l _bookmark15 7 HYPERLINK l _bookmark17 DR方式L4 服務(wù)器負(fù)載均衡 HYPERLINK l _bookmark20 8 HYPERLINK l _bookmark23 L7 服務(wù)器負(fù)載均衡 HYPERLINK l _bookmark25 10 HYPERLINK l _bookmark28 網(wǎng)關(guān)負(fù)載均衡 HYPERLINK l _bookmark30 12 HYPERLINK l _bookmark32 服務(wù)器負(fù)載均衡和網(wǎng)關(guān)負(fù)載均衡融合 HYPERLINK l _bookmark33 14

4、HYPERLINK l _bookmark35 鏈路負(fù)載均衡 HYPERLINK l _bookmark36 15 HYPERLINK l _bookmark35 Outbound鏈路負(fù)載均衡 HYPERLINK l _bookmark37 15 HYPERLINK l _bookmark39 Inbound鏈路負(fù)載均衡 HYPERLINK l _bookmark40 16 HYPERLINK l _bookmark42 全局負(fù)載均衡 HYPERLINK l _bookmark43 18 HYPERLINK l _bookmark44 全局DNS智能解析負(fù)載均衡 HYPERLINK l _bo

5、okmark46 19 HYPERLINK l _bookmark47 HTTP重定向和RTSP重定向 HYPERLINK l _bookmark48 20 HYPERLINK l _bookmark49 IP智能轉(zhuǎn)發(fā) HYPERLINK l _bookmark50 22 HYPERLINK l _bookmark51 LB設(shè)備的雙機(jī)熱備 HYPERLINK l _bookmark52 24 HYPERLINK l _bookmark53 負(fù)載均衡的部署方式 HYPERLINK l _bookmark55 25 HYPERLINK l _bookmark53 直聯(lián)方式 HYPERLINK l

6、_bookmark56 25 HYPERLINK l _bookmark57 旁掛模式及OAA HYPERLINK l _bookmark59 26 HYPERLINK l _bookmark61 負(fù)載均衡技術(shù)特色 HYPERLINK l _bookmark62 27 HYPERLINK l _bookmark61 豐富的負(fù)載均衡調(diào)度算法 HYPERLINK l _bookmark63 27 HYPERLINK l _bookmark61 靜態(tài)調(diào)度算法 HYPERLINK l _bookmark64 27 HYPERLINK l _bookmark65 動態(tài)調(diào)度算法 HYPERLINK l _

7、bookmark66 28 HYPERLINK l _bookmark67 就近性功能 HYPERLINK l _bookmark68 29 HYPERLINK l _bookmark67 鏈路負(fù)載均衡的就近性功能 HYPERLINK l _bookmark69 29 HYPERLINK l _bookmark67 全局負(fù)載均衡的就近性功能 HYPERLINK l _bookmark70 29i HYPERLINK l _bookmark71 豐富的健康性檢測類型 HYPERLINK l _bookmark72 30 HYPERLINK l _bookmark73 持續(xù)性功能 HYPERLIN

8、K l _bookmark74 31 HYPERLINK l _bookmark73 具有顯式關(guān)聯(lián)關(guān)系持續(xù)性功能 HYPERLINK l _bookmark75 31 HYPERLINK l _bookmark73 具有隱式關(guān)聯(lián)關(guān)系持續(xù)性功能 HYPERLINK l _bookmark76 31 HYPERLINK l _bookmark77 47 層的服務(wù)器負(fù)載均衡 HYPERLINK l _bookmark78 33 HYPERLINK l _bookmark79 靈活的實服務(wù)/邏輯鏈路故障處理方法 HYPERLINK l _bookmark80 34 HYPERLINK l _bookm

9、ark79 豐富的實服務(wù)組匹配策略 HYPERLINK l _bookmark81 34 HYPERLINK l _bookmark82 溫暖上線功能 HYPERLINK l _bookmark83 35 HYPERLINK l _bookmark82 立即停止服務(wù)和使能慢宕功能 HYPERLINK l _bookmark84 35 HYPERLINK l _bookmark82 典型組網(wǎng)應(yīng)用 HYPERLINK l _bookmark85 35 HYPERLINK l _bookmark82 企業(yè)園區(qū)網(wǎng)應(yīng)用 HYPERLINK l _bookmark86 35 HYPERLINK l _bo

10、okmark87 數(shù)據(jù)中心和大型門戶網(wǎng)站應(yīng)用 HYPERLINK l _bookmark88 36ii概述負(fù)載均衡產(chǎn)生背景服務(wù)器負(fù)載均衡產(chǎn)生背景隨著 Internet 的快速發(fā)展和業(yè)務(wù)量的不斷提高，基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)訪問流量迅速增長，特別是對數(shù)據(jù)中心、大型企業(yè)以及門戶網(wǎng)站等的訪問，其訪問流量甚至達(dá)到了 10Gb/s 的級別；同時，服務(wù)器網(wǎng)站借助 HTTP、FTP、SMTP 等應(yīng)用程序，為訪問者提供了越來越豐富的內(nèi)容和信息，服務(wù)器逐漸被數(shù)據(jù)淹沒；另外，大部分網(wǎng)站（尤其電子商務(wù)等網(wǎng)站）都需要提供不間斷 24 小時服務(wù)，任何服務(wù)中斷或通信中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)丟失都會造成直接的商業(yè)損失。所有這些都對應(yīng)用服務(wù)提出了

11、高性能和高可靠性的需求。但是，相對于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，服務(wù)器處理速度和內(nèi)存訪問速度的增長卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于網(wǎng)絡(luò)帶寬和應(yīng)用服務(wù)的增長，網(wǎng)絡(luò)帶寬增長的同時帶來的用戶數(shù)量的增長，也使得服務(wù)器資源消耗嚴(yán)重，因而服務(wù)器成為了網(wǎng)絡(luò)瓶頸。傳統(tǒng)的單機(jī)模式，也往往成為網(wǎng)絡(luò)故障點。圖1 現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的不足針對以上情況，有以下幾種解決方案：服務(wù)器進(jìn)行硬件升級：采用高性能服務(wù)器替換現(xiàn)有低性能服務(wù)器。該方案的弊端：高成本：高性能服務(wù)器價格昂貴，需要高額成本投入，而原有低性能服務(wù)器被閑置，造成資源浪費?？蓴U(kuò)展性差：每一次業(yè)務(wù)量的提升，都將導(dǎo)致再一次硬件升級的高額成本投入，性能再卓越的設(shè)備也無法滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)量的發(fā)展趨勢。無法完全解決現(xiàn)在

12、網(wǎng)絡(luò)中面臨的問題：如單點故障問題，服務(wù)器資源不夠用問題等。組建服務(wù)器集群，利用負(fù)載均衡技術(shù)在服務(wù)器集群間進(jìn)行業(yè)務(wù)均衡。多臺服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相連組成一個服務(wù)器集群，每臺服務(wù)器都提供相同或相似的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。服 務(wù)器集群前端部署一臺負(fù)載均衡設(shè)備，負(fù)責(zé)根據(jù)已配置的均衡策略將用戶請求在服務(wù)器集群中分發(fā)， 為用戶提供服務(wù)，并對服務(wù)器可用性進(jìn)行維護(hù)。該方案的優(yōu)勢：低成本：按照業(yè)務(wù)量增加服務(wù)器個數(shù)即可；已有資源不會浪費，新增資源無需選擇昂貴的高端設(shè)備。可擴(kuò)展性：當(dāng)業(yè)務(wù)量增長時，系統(tǒng)可通過增加服務(wù)器來滿足需求，且不影響已有業(yè)務(wù)，不降低服務(wù)質(zhì)量。高可靠性：單臺服務(wù)器故障時，由負(fù)載均衡設(shè)備將后續(xù)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向其他服務(wù)器，

13、不影響后續(xù)業(yè)務(wù)提供，保證業(yè)務(wù)不中斷。圖2 負(fù)載均衡技術(shù)網(wǎng)關(guān)負(fù)載均衡產(chǎn)生背景SSL VPN 網(wǎng)關(guān)、IPsec 網(wǎng)關(guān)、防火墻網(wǎng)關(guān)等網(wǎng)關(guān)設(shè)備，因為業(yè)務(wù)處理的復(fù)雜性，往往成為網(wǎng)絡(luò)瓶頸。以防火墻網(wǎng)關(guān)為例：防火墻作為網(wǎng)絡(luò)部署的“警衛(wèi)”，在網(wǎng)絡(luò)中不可或缺，但其往往不得不面臨這樣的尷尬：網(wǎng)絡(luò)防衛(wèi)越嚴(yán)格，需要越仔細(xì)盤查過往的報文，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)發(fā)性能越低，成為網(wǎng)絡(luò)瓶頸。在這種情況，如果廢棄現(xiàn)有設(shè)備去做大量的硬件升級，必將造成資源浪費，隨著業(yè)務(wù)量的不斷提升， 設(shè)備也將頻繁升級。頻繁升級的高成本是相當(dāng)可怕的。因此將網(wǎng)關(guān)設(shè)備等同于服務(wù)器，組建網(wǎng)關(guān)集群的方案應(yīng)運而生：將多個網(wǎng)關(guān)設(shè)備并聯(lián)到網(wǎng)絡(luò)中，從而形成集群，提高網(wǎng)絡(luò)處理能

14、力。鏈路負(fù)載均衡產(chǎn)生背景信息時代，工作越來越離不開網(wǎng)絡(luò)，為了規(guī)避運營商出口故障帶來的網(wǎng)絡(luò)可用性風(fēng)險，和解決網(wǎng)絡(luò)帶寬不足帶來的網(wǎng)絡(luò)訪問問題，企業(yè)往往會租用兩個或多個運營商出口（如：電信、網(wǎng)通等）。如何合理運用多個運營商出口，既不造成資源浪費，又能很好的服務(wù)于企業(yè)？傳統(tǒng)的策略路由可以在一定程度上解決該問題，但是策略路由配置不方便，而且不夠靈活，無法動態(tài)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化， 且策略路由無法根據(jù)帶寬進(jìn)行報文分發(fā)，造成高吞吐量的鏈路無法得到充分利用。鏈路負(fù)載均衡技術(shù)通過動態(tài)算法，能夠在多條鏈路中進(jìn)行負(fù)載均衡，算法配置簡單，且具有自適應(yīng)能力，能很好的解決上述問題。全局負(fù)載均衡產(chǎn)生背景隨著社會各領(lǐng)域全球化進(jìn)程

15、的日益深化，實現(xiàn)各方面信息的全球共享成為人們的迫切需求。然而， 無論用戶的數(shù)據(jù)中心內(nèi)部采用多么完善的冗余機(jī)制、安全的防范工具以及先進(jìn)的負(fù)載均衡技術(shù)，單個數(shù)據(jù)中心的運行方式仍然不能保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)的 724 小時不間斷運行。此外，單一的數(shù)據(jù)中心也無法使廣域范圍內(nèi)全球各地用戶在訪問應(yīng)用時具有相同的快速訪問感受。通過在不同物理位置構(gòu)建多個數(shù)據(jù)中心，并利用全局負(fù)載均衡技術(shù)在多個數(shù)據(jù)中心間實現(xiàn)協(xié)調(diào)工作，引導(dǎo)用戶訪問最優(yōu)的站點，當(dāng)某個站點出現(xiàn)災(zāi)難性的故障后依然可以讓其他站點為用戶提供服務(wù)，這樣便能有效解決上述問題。負(fù)載均衡技術(shù)優(yōu)點負(fù)載均衡提供了一種廉價、有效、透明的方法擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器的帶寬、增加吞吐量、

16、加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力，提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可用性。負(fù)載均衡技術(shù)具有如下優(yōu)點：高性能：通過調(diào)度算法，將客戶端請求合理地均衡到后端各臺服務(wù)器上，消除系統(tǒng)可能存在的瓶頸?？蓴U(kuò)展性：當(dāng)服務(wù)的負(fù)載增長時，系統(tǒng)能被擴(kuò)展來滿足需求，且不降低服務(wù)質(zhì)量。高可用性：通過健康性檢測功能，能實時監(jiān)測應(yīng)用服務(wù)器的狀態(tài)，保證在部分硬件和軟件發(fā)生故障的情況下，整個系統(tǒng)的服務(wù)仍然可用。透明性：高效地使由多個獨立計算機(jī)組成的松耦合的服務(wù)系統(tǒng)構(gòu)成一個虛服務(wù)器；客戶端應(yīng)用程序與服務(wù)系統(tǒng)交互時，就像與一臺高性能、高可用的服務(wù)器交互一樣，客戶端無須作任何修改。部分服務(wù)器的切入和切出不會中斷服務(wù)，而用戶覺察不到這些變化。技術(shù)實現(xiàn)概念介紹虛

17、服務(wù)負(fù)載均衡設(shè)備對外提供的服務(wù)稱為虛服務(wù)。虛服務(wù)由 VPN 實例、虛服務(wù) IP 地址、服務(wù)協(xié)議、服務(wù)端口號唯一標(biāo)識，配置在負(fù)載均衡設(shè)備上?？蛻舻脑L問請求通過公共或私有網(wǎng)絡(luò)到達(dá)負(fù)載均衡設(shè)備， 匹配到虛服務(wù)后，由負(fù)載均衡設(shè)備按照既定策略分發(fā)給真實服務(wù)。實服務(wù)實服務(wù)是真實服務(wù)器提供的一種服務(wù)。該服務(wù)含義比較廣泛，可以是傳統(tǒng)的 FTP、HTTP 等業(yè)務(wù)應(yīng)用，也可以是廣義的轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，如防火墻網(wǎng)關(guān)負(fù)載均衡中，實服務(wù)只是報文轉(zhuǎn)發(fā)路徑。OAAOAA 即開放應(yīng)用架構(gòu)，是華三通信技術(shù)有限公司（以下簡稱 H3C）提出的一個開放的軟硬件體系， 它以路由器或以太網(wǎng)交換機(jī)這樣的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備為基礎(chǔ)，并在此基礎(chǔ)上，提供一套完

18、整的軟、硬件標(biāo)準(zhǔn)接口。任何廠商只要按照這樣的接口來生產(chǎn)軟件或硬件，這些新開發(fā)的軟硬件就可以和 H3C 系列路由器或以太網(wǎng)交換機(jī)等構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)，為客戶創(chuàng)造更大的價值。持續(xù)性功能持續(xù)性功能將屬于同一個應(yīng)用層會話的多個連接定向到同一服務(wù)器，從而保證同一業(yè)務(wù)由同一個服務(wù)器處理（或鏈路轉(zhuǎn)發(fā)），并減少 LB 設(shè)備對服務(wù)和流量進(jìn)行分發(fā)的次數(shù)。負(fù)載均衡調(diào)度算法負(fù)載均衡設(shè)備需要將業(yè)務(wù)流量根據(jù)某種算法分發(fā)給不同的實服務(wù)（實服務(wù)對應(yīng)服務(wù)器負(fù)載均衡中的服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)負(fù)載均衡中的網(wǎng)關(guān)設(shè)備和鏈路負(fù)載均衡中的鏈路），這個分發(fā)算法就是負(fù)載均衡調(diào)度算法。就近性功能在鏈路負(fù)載均衡中，就近性功能是指，實時探測鏈路的狀態(tài)，并根據(jù)

19、探測結(jié)果選擇最優(yōu)鏈路，保證流量通過最優(yōu)鏈路轉(zhuǎn)發(fā)。健康性檢測功能健康性功能是指負(fù)載均衡設(shè)備對真實的服務(wù)器是否能夠提供服務(wù)進(jìn)行探測。依據(jù)不同的探測方法（即健康性檢測方法）可以探測出服務(wù)器是否存在，以及是否可以正常提供服務(wù)。ISP表系統(tǒng)內(nèi)置的 ISP 表描述了不同運營商擁有的地址段信息。鏈路負(fù)載均衡可以基于報文的源或目的地址（Outbound 鏈路負(fù)載均衡基于目的地址，Inbound 鏈路負(fù)載均衡基于源地址）查找 ISP 表，得到對應(yīng)的運營商信息，根據(jù)運營商信息為該流量選擇一條物理鏈路。GLB設(shè)備GLB 設(shè)備是具有全局負(fù)載均衡功能的 LB 設(shè)備，可以是一臺獨立的設(shè)備，也可以與本地負(fù)載均衡在同一臺設(shè)備

20、上提供服務(wù)。全局服務(wù)多個數(shù)據(jù)中心協(xié)作對外提供服務(wù)的描述。例如，通過分布在全球的多個站點對外提供 WWW 服務(wù)， 但使用相同的域名 HYPERLINK / 。為了便于管理，不同設(shè)備間配置的全局服務(wù)名稱應(yīng)一致。虛服務(wù)器虛服務(wù)器是全局負(fù)載均衡中為了便于管理而抽象出來的概念，是用戶能夠直接訪問的主機(jī)。例如， 一個數(shù)據(jù)中心對外提供一個 IP 地址，則可以抽象出一臺服務(wù)器；一個數(shù)據(jù)中心對外有多個鏈路， 配有多個訪問的 IP 地址，則可以抽象出多臺服務(wù)器。虛服務(wù)器分為本地虛服務(wù)器和遠(yuǎn)程虛服務(wù)器， 不需要專門配置，是從本地虛服務(wù)和遠(yuǎn)程設(shè)備上動態(tài)獲取的。全局就近性功能全局就近性是全局負(fù)載均衡中用于選取虛服務(wù)器的

21、一種調(diào)度算法，是指通過探測虛服務(wù)器與用戶之間的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，以及虛服務(wù)器本身的負(fù)載情況，根據(jù)探測結(jié)果選取最優(yōu)的虛服務(wù)器來為用戶提供服務(wù)。全局LB交互協(xié)議GLB 設(shè)備之間會進(jìn)行信息交互，例如獲取其它 GLB 設(shè)備上對應(yīng)全局服務(wù)的虛服務(wù)器狀態(tài)信息、通知其它 GLB 設(shè)備進(jìn)行就近性探測等，承載此類信息的協(xié)議為全局 LB 交互協(xié)議。服務(wù)器負(fù)載均衡服務(wù)器負(fù)載均衡，顧名思義就是對一組服務(wù)器提供負(fù)載均衡業(yè)務(wù)。這一組服務(wù)器一般來說都處于同一個局域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，并同時對外提供一組（或多組）相同（或相似）的服務(wù)。服務(wù)器負(fù)載均衡是數(shù)據(jù)中心最常見的組網(wǎng)模型。服務(wù)器負(fù)載均衡分為四層（L4）服務(wù)器負(fù)載均衡和七層（L7）服務(wù)器負(fù)載均

22、衡兩種：L4 服務(wù)器負(fù)載均衡支持 IPv4 協(xié)議和 IPv6 協(xié)議，是基于流的服務(wù)器負(fù)載均衡，對報文進(jìn)行逐流分發(fā)，將同一條流的報文分發(fā)給同一個服務(wù)器。L4 服務(wù)器負(fù)載均衡對基于 HTTP 的 7 層業(yè)務(wù)無法做到按內(nèi)容進(jìn)行分發(fā)，限制了負(fù)載均衡業(yè)務(wù)的適用范圍。依據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方式，L4 服務(wù)器負(fù)載均衡分為 NAT 方式和 DR 方式。L7 服務(wù)器負(fù)載均衡只支持 IPv4 協(xié)議，是基于內(nèi)容的服務(wù)器負(fù)載均衡，對報文的承載內(nèi)容進(jìn)行深度解析，包括 HTTP 協(xié)議、RTSP 協(xié)議等，根據(jù)其中的內(nèi)容進(jìn)行逐包分發(fā)，按既定策略將連接導(dǎo)向指定的服務(wù)器，實現(xiàn)了業(yè)務(wù)使用范圍更廣泛的服務(wù)器負(fù)載均衡。L7 服務(wù)器負(fù)載均衡僅支持 N

23、AT 方式。NAT方式L4 服務(wù)器負(fù)載均衡NAT方式L4 服務(wù)器負(fù)載均衡的組網(wǎng)靈活，后端服務(wù)器可以位于不同的物理位置，不同的局域網(wǎng)內(nèi)。NAT方式下，LB設(shè)備分發(fā)服務(wù)請求時，進(jìn)行目的IP地址轉(zhuǎn)換（目的IP地址為實服務(wù)的IP），通過路由將報文轉(zhuǎn)發(fā)給各個實服務(wù)。NAT方式L4 服務(wù)器負(fù)載均衡的典型組網(wǎng)如 HYPERLINK l _bookmark16 圖 3 所示。圖3 NAT 方式 L4 服務(wù)器負(fù)載均衡ClusterServer A IP AHostLB device VSIPIP networkServer B IP BServer C IP CNAT 方式 L4 服務(wù)器負(fù)載均衡包括以下幾個基本

24、元素：LB Device：負(fù)責(zé)分發(fā)各種服務(wù)請求到多個 Server 的設(shè)備。Server：負(fù)責(zé)響應(yīng)和處理各種服務(wù)請求的服務(wù)器。VSIP：對外提供的虛擬 IP，供用戶請求服務(wù)時使用。Server IP：服務(wù)器的 IP 地址，供 LB Device 分發(fā)服務(wù)請求時使用。實現(xiàn)原理客戶端將到 VSIP 的請求發(fā)送給服務(wù)器群前端的負(fù)載均衡設(shè)備，負(fù)載均衡設(shè)備上的虛服務(wù)接收客戶端請求，依次根據(jù)持續(xù)性功能、ACL 策略、調(diào)度算法，選擇真實的服務(wù)器，再通過網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換， 用真實服務(wù)器地址重寫請求報文的目標(biāo)地址后，將請求發(fā)送給選定的真實服務(wù)器；真實服務(wù)器的響應(yīng)報文通過負(fù)載均衡設(shè)備時，報文的源地址被還原為虛服務(wù)的

25、VSIP，再返回給客戶端，完成整個負(fù)載調(diào)度過程。工作流程N(yùn)AT方式L4 服務(wù)器負(fù)載均衡的工作流程圖如 HYPERLINK l _bookmark18 圖 4 所示。圖4 NAT 方式 L4 服務(wù)器負(fù)載均衡流程圖流程簡述請參見 HYPERLINK l _bookmark19 表 1。表1 NAT 方式 L4 服務(wù)器負(fù)載均衡流程描述步驟說明備注(1)Host發(fā)送服務(wù)請求報文源IP為Host IP、目的IP為VSIP(2)LB Device接收到請求報文后，借助持續(xù)性功能或調(diào)度算法計算出應(yīng)該將請求分發(fā)給哪臺Server-(3)LB Device使用DNAT技術(shù)分發(fā)報文源IP為Host IP、目的IP

26、為Server IP(4)Server接收并處理請求報文，返回響應(yīng)報文源IP為Server IP、目的IP為Host IP(5)LB Device接收響應(yīng)報文，轉(zhuǎn)換源IP后轉(zhuǎn)發(fā)源IP為VSIP、目的IP為Host IP從以上一系列的說明可以看出在負(fù)載均衡時使用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)，NAT 方式因此而得名。技術(shù)特點組網(wǎng)靈活，對服務(wù)器沒有額外要求，不需要修改服務(wù)器配置，適用于各種組網(wǎng)。DR方式L4 服務(wù)器負(fù)載均衡相對于NAT方式，DR方式L4 服務(wù)器負(fù)載均衡中只有客戶端的請求報文通過LB，服務(wù)器的響應(yīng)報文不經(jīng)過LB，從而減少了LB的負(fù)載，有效的避免了LB成為網(wǎng)絡(luò)瓶頸。DR方式下，LB設(shè)備分發(fā)服務(wù)請求時

27、，不改變目的IP地址，而將報文的目的MAC替換為實服務(wù)的MAC后直接把報文轉(zhuǎn)發(fā)給實服務(wù)。DR方式L4 服務(wù)器負(fù)載均衡的典型組網(wǎng)如 HYPERLINK l _bookmark21 圖 5 所示。圖5 DR 方式 L4 服務(wù)器負(fù)載均衡ClusterLB deviceServer A VSIP/IP AHostVSIPIP networkServer B VSIP/IP BGeneral deviceServer C VSIP/IP CDR 方式 L4 服務(wù)器負(fù)載均衡包括以下幾個基本元素：LB Device：負(fù)責(zé)分發(fā)各種服務(wù)請求到多個 Server 的設(shè)備。Server：負(fù)責(zé)響應(yīng)和處理各種服務(wù)請求的

28、服務(wù)器。VSIP：對外提供的虛擬 IP，供用戶請求服務(wù)時使用。Server IP：服務(wù)器的 IP 地址，供 LB Device 分發(fā)服務(wù)請求時使用。實現(xiàn)原理DR 方式 L4 服務(wù)器負(fù)載均衡時，除了 LB 設(shè)備上配置了 VSIP，真實服務(wù)器也都配置了 VSIP，配置的 VSIP 要求不能響應(yīng) ARP 請求，例如在環(huán)回接口上配置 VSIP。實服務(wù)除了 VSIP，還需要配置一個真實 IP，用于和 LB 通信，LB 設(shè)備和真實服務(wù)器在同一個鏈路域內(nèi)。發(fā)送給 VSIP 的報文，由 LB 分發(fā)給相應(yīng)的真實服務(wù)器，從真實服務(wù)器返回給客戶端的報文直接通過交換機(jī)返回。工作流程DR方式L4 服務(wù)器負(fù)載均衡的工作流

29、程圖如 HYPERLINK l _bookmark22 圖 6 所示。圖6 DR 方式 L4 服務(wù)器負(fù)載均衡流程圖流程簡述請參見 HYPERLINK l _bookmark24 表 2。表2 DR 方式 L4 服務(wù)器負(fù)載均衡流程描述步驟說明備注(1)Host發(fā)送服務(wù)請求報文源IP為Host IP、目的IP為VSIP(2)General Device收到請求后轉(zhuǎn)發(fā)給LB DeviceServer上的VSIP不會響應(yīng)ARP請求(3)LB Device接收到請求報文后，借助持續(xù)性功能或調(diào)度算法計算出應(yīng)該將請求分發(fā)給哪臺Server-(4)LB Device分發(fā)報文源IP為Host IP，目的IP為V

30、SIP，目的MAC為Server的MAC地址(5)Server接收并處理請求報文，返回響應(yīng)報文源IP為VSIP、目的IP為Host IP(6)General Device收到響應(yīng)報文后，直接將報文轉(zhuǎn)發(fā)給Host-從以上一系列的說明可以看出負(fù)載均衡設(shè)備沒有采用傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)方式（查找路由表）來分發(fā)請求報文，而是通過修改目的 MAC 直接路由給服務(wù)器，DR 方式也因此而得名。技術(shù)特點只有單邊報文經(jīng)過負(fù)載均衡設(shè)備，負(fù)載均衡設(shè)備負(fù)擔(dān)小，不易成為瓶頸，轉(zhuǎn)發(fā)性能更強(qiáng)。L7 服務(wù)器負(fù)載均衡L7 服務(wù)器負(fù)載均衡的典型組網(wǎng)如 HYPERLINK l _bookmark26 圖 7 所示。圖7 L7 服務(wù)器負(fù)載均衡L

31、7 服務(wù)器負(fù)載均衡包括以下幾個基本元素：LB Device：負(fù)責(zé)分發(fā)各種服務(wù)請求到多個 Server 的設(shè)備。Server：負(fù)責(zé)響應(yīng)和處理各種服務(wù)請求的服務(wù)器。Service group：實服務(wù)組是一個邏輯概念，是指依據(jù)多個服務(wù)器的一些公共屬性，將服務(wù)器劃分成不同的組。例如：可以按照不同的功用劃分為靜態(tài)資料存儲服務(wù)器組和動態(tài)交換服務(wù)器組；還可以按照不同的內(nèi)容劃分為歌曲服務(wù)器組、視頻服務(wù)器組或圖片服務(wù)器組等。VSIP：對外提供的虛擬 IP，供用戶請求服務(wù)時使用。Server IP：服務(wù)器的 IP 地址，供 LB Device 分發(fā)服務(wù)請求時使用。實現(xiàn)原理客戶端首先與服務(wù)器群前端的負(fù)載均衡設(shè)備建立

32、 TCP 連接，然后將到 VSIP 的請求發(fā)送給負(fù)載均衡設(shè)備。負(fù)載均衡設(shè)備上的虛服務(wù)接收客戶端請求，依次根據(jù)持續(xù)性功能、實服務(wù)組匹配策略、調(diào)度算法，選擇真實的服務(wù)器。然后，負(fù)載均衡設(shè)備先用客戶端地址與真實服務(wù)器建立 TCP 連接，再用真實服務(wù)器地址重寫客戶端請求報文的目標(biāo)地址，并將請求發(fā)送給真實服務(wù)器。真實服務(wù)器的響應(yīng)報文通過負(fù)載均衡設(shè)備時，報文的源地址被還原為虛服務(wù)的 VSIP，再返回給客戶端，完成整個負(fù)載調(diào)度過程。工作流程L7 服務(wù)器負(fù)載均衡的工作流程圖如 HYPERLINK l _bookmark27 圖 8 所示。圖8 L7 服務(wù)器負(fù)載均衡流程圖流程簡述請參見 HYPERLINK l

33、_bookmark29 表 3。表3 L7 服務(wù)器負(fù)載均衡流程描述步驟說明備注(1)(3)Host發(fā)起TCP連接請求，與LB Device建立TCP連接TCP連接請求的源IP為Host IP、目的IP為VSIP(4)Host發(fā)送服務(wù)請求報文源IP為Host IP、目的IP為VSIP(5)LB Device收到請求后，根據(jù)匹配策略為該請求選擇一個合適的實服務(wù)組，再借助調(diào)度算法計算出應(yīng)該將請求分發(fā)給該實服務(wù)組中的哪臺Server，并緩存該請求報文-(6)LB device向Server發(fā)SYN報文，序列號為Host的SYN報文序列號源IP為Host IP、目的IP為Server IP(7)Serv

34、er發(fā)送SYN ACK報文源IP為Server IP、目的IP為Host IP(8)LB device接收Server的SYN ACK報文后，回應(yīng)ACK報文源IP為Host IP、目的IP為Server IP(9)修改步驟(5)中緩存的請求報文的目的IP和TCP序列號，然后發(fā)給Server源IP為Host IP、目的IP為Server IP(10)Server發(fā)送響應(yīng)報文到LB device源IP為Server IP、目的IP為Host IP(11)LB device修改響應(yīng)報文的源地址和TCP序列號后轉(zhuǎn)發(fā)給Host源IP為VSIP、目的IP為Host IP技術(shù)特點對報文進(jìn)行深度解析獲取報文載

35、荷中攜帶的信息，實現(xiàn)按內(nèi)容進(jìn)行分發(fā)，拓寬了負(fù)載均衡業(yè)務(wù)的適用范圍。適用于不同的服務(wù)器提供不同功能的組網(wǎng)。網(wǎng)關(guān)負(fù)載均衡網(wǎng)關(guān)負(fù)載均衡包括以下幾個基本元素：LB Device：負(fù)責(zé)分發(fā)請求發(fā)起方的網(wǎng)絡(luò)流量到多個網(wǎng)關(guān)設(shè)備。LB Device又分為一級和二級。如 HYPERLINK l _bookmark31 圖 9 所示，如果請求發(fā)起方的網(wǎng)絡(luò)流量方向為Host A Host B，則LB Device A為一級，LB Device B為二級；如果請求發(fā)起方的網(wǎng)絡(luò)流量方向為Host B Host A，則LB Device B為一級， LB Device A為二級。網(wǎng)關(guān)設(shè)備：正常處理數(shù)據(jù)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，如：SS

36、L VPN 網(wǎng)關(guān)，IPsec 網(wǎng)關(guān)，防火墻網(wǎng)關(guān)等。以防火墻網(wǎng)關(guān)負(fù)載均衡為例，組網(wǎng)應(yīng)用如 HYPERLINK l _bookmark31 圖 9 所示。圖9 雙側(cè)防火墻網(wǎng)關(guān)（三明治）負(fù)載均衡實現(xiàn)原理防火墻是基于會話開展業(yè)務(wù)的，即一個會話的請求和應(yīng)答報文必須通過同一個防火墻。為了保證防火墻業(yè)務(wù)正常進(jìn)行，內(nèi)部組網(wǎng)不受影響，需要采用雙側(cè)負(fù)載均衡，即防火墻三明治。在這種組網(wǎng)環(huán)境中，對于流入流量，一級 LB 設(shè)備做防火墻負(fù)載均衡，二級 LB 設(shè)備保證從哪個防火墻進(jìn)來的流量， 還要從這個防火墻返回。流出流量正好相反。工作流程圖10 防火墻負(fù)載均衡流程圖(1) Traffic from Source(2)Sc

37、heduler & Forward(3) ForwardRecord &Forward to DestinationTraffic from Destination(6) Forward(7) Forward(8) Forward to SourceLB Device AFirewallLB Device B表4 防火墻負(fù)載均衡流程描述步驟說明備注(1)LB Device A接收流量-(2)LB Device A依次根據(jù)持續(xù)性功能、負(fù)載均衡調(diào)度算法選擇一個Firewall，并將流量轉(zhuǎn)發(fā)給該Firewall由于防火墻基于會話開展業(yè)務(wù)，建議優(yōu)先選用源地址散列算法步驟說明備注(3)Firewall將

38、流量轉(zhuǎn)發(fā)給LB Device B-(4)LB Device B作為二級LB Device，記錄轉(zhuǎn)發(fā)該流量的防火墻，并將流量轉(zhuǎn)發(fā)到目的地-(5)LB Device B接收目的地發(fā)回的流量-(6)LB Device B根據(jù)(4)中的記錄將流量轉(zhuǎn)發(fā)給同一個Firewall-(7)Firewall將流量轉(zhuǎn)發(fā)給LB Device A-(8)LB Device A將流量轉(zhuǎn)發(fā)回源地址-從以上一系列的說明可以看出兩臺 LB Device 之間并聯(lián)的防火墻進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)流量的負(fù)載分擔(dān)，提高了網(wǎng)絡(luò)的性能。兩側(cè)的 LB Device 和中間并聯(lián)的防火墻我們稱之為三明治負(fù)載均衡。技術(shù)特點服務(wù)對象為防火墻，提高防火墻組網(wǎng)靈活

39、性。沒有特殊要求，適用于任何組網(wǎng)環(huán)境。服務(wù)器負(fù)載均衡和網(wǎng)關(guān)負(fù)載均衡融合網(wǎng)關(guān)負(fù)載均衡也可以和服務(wù)器負(fù)載均衡融合使用，以防火墻網(wǎng)關(guān)和服務(wù)器負(fù)載均衡綜合組網(wǎng)為例， 具體組網(wǎng)如 HYPERLINK l _bookmark34 圖 11 所示。圖11 防火墻網(wǎng)關(guān)和服務(wù)器負(fù)載均衡綜合組網(wǎng)圖Cluster ACluster BFirewall AServer A IP ALB Device ALB Device BIP networkVIPServer B IP BFirewall BServer C IP C圖中 Cluster A 為防火墻負(fù)載均衡的集群，Cluster B 為 NAT 方式服務(wù)器負(fù)載均

40、衡的集群。綜合組網(wǎng)的工作流程就是防火墻、服務(wù)器負(fù)載均衡流程的疊加。這樣的組網(wǎng)方式既避免了防火墻成為網(wǎng)絡(luò)中的瓶頸，也提高了各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（如 HTTP、FTP）的性能和可用性。鏈路負(fù)載均衡鏈路負(fù)載均衡根據(jù)業(yè)務(wù)流量方向可以分為 Outbound 鏈路負(fù)載均衡和 Inbound 鏈路負(fù)載均衡兩種情況。Outbound鏈路負(fù)載均衡內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)之間存在多條鏈路時，通過Outbound鏈路負(fù)載均衡可以實現(xiàn)在多條鏈路上分擔(dān)內(nèi)網(wǎng)用戶訪問外網(wǎng)服務(wù)器的流量。Outbound鏈路負(fù)載均衡的典型組網(wǎng)如 HYPERLINK l _bookmark38 圖 12 所示。圖12 Outbound 鏈路負(fù)載均衡組網(wǎng)圖Outbou

41、nd 鏈路負(fù)載均衡包括以下幾個基本元素：LB device：負(fù)責(zé)將內(nèi)網(wǎng)到外網(wǎng)流量分發(fā)到多條物理鏈路的設(shè)備。物理鏈路：運營商提供的實際鏈路。VSIP：對外提供的虛服務(wù) IP，即用戶發(fā)送報文的目的網(wǎng)段。實現(xiàn)原理Outbound 鏈路負(fù)載均衡中 VSIP 為內(nèi)網(wǎng)用戶發(fā)送報文的目的網(wǎng)段。用戶將訪問 VSIP 的報文發(fā)送到負(fù)載均衡設(shè)備后，負(fù)載均衡設(shè)備依次根據(jù)持續(xù)性功能、ACL 策略、就近性算法、ISP 表、調(diào)度算法選擇最佳的物理鏈路，并將內(nèi)網(wǎng)訪問外網(wǎng)的業(yè)務(wù)流量分發(fā)到該鏈路。工作流程圖13 Outbound 鏈路負(fù)載均衡流程圖SourceLB deviceDestination(1) Traffic fr

42、om sourceSchedulerDistributeTraffic from destination(5) Forward表5 Outbound 鏈路負(fù)載均衡流程描述步驟說明備注(1)LB Device接收內(nèi)網(wǎng)用戶流量-(2)LB Device依次根據(jù)持續(xù)性功能、ACL策略、就近性算法、ISP表、調(diào)度算法進(jìn)行鏈路選擇在Outbound鏈路負(fù)載均衡組網(wǎng)中，通常使用就近性算法或帶寬調(diào)度算法實現(xiàn)流量分發(fā)(3)LB device按照鏈路選擇的結(jié)果將流量轉(zhuǎn)發(fā)給選定的鏈路-(4)LB Device接收外網(wǎng)用戶流量-(5)LB Device將流量轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)網(wǎng)用戶-技術(shù)特點可以和 NAT 應(yīng)用網(wǎng)關(guān)共同組網(wǎng)，

43、不同的鏈路使用不同的源地址，從而保證往返報文穿過同一條鏈路。通過健康性檢測，可以檢查鏈路內(nèi)任意節(jié)點的連通性，從而有效保證整條路徑的可達(dá)性。通過調(diào)度算法，在多條鏈路間均衡流量，并支持按照帶寬進(jìn)行負(fù)載均衡。利用就近性算法動態(tài)計算鏈路的質(zhì)量，將流量分發(fā)到當(dāng)前最優(yōu)鏈路上。Inbound鏈路負(fù)載均衡內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)之間存在多條鏈路時，通過Inbound鏈路負(fù)載均衡可以實現(xiàn)在多條鏈路上分擔(dān)外網(wǎng)用戶訪問內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器的流量。Inbound鏈路負(fù)載均衡的典型組網(wǎng)如 HYPERLINK l _bookmark41 圖 14 所示。圖14 Inbound 鏈路負(fù)載均衡組網(wǎng)圖ClusterISP1Router ALocal

44、DNS server AIP networkISPRouter BLB deviceISP3Local DNS server BRouter C2 Inbound 鏈路負(fù)載均衡包括以下幾個基本元素：LB device：負(fù)責(zé)引導(dǎo)外網(wǎng)流量通過不同物理鏈路轉(zhuǎn)發(fā)到內(nèi)網(wǎng)，從而實現(xiàn)流量在多條物理鏈路上分擔(dān)的設(shè)備。同時，LB device 還需要作為待解析域名的權(quán)威名稱服務(wù)器。物理鏈路：運營商提供的實際鏈路。本地 DNS 服務(wù)器：負(fù)責(zé)解析外網(wǎng)用戶發(fā)送的 DNS 請求、并將該請求轉(zhuǎn)發(fā)給權(quán)威名稱服務(wù)器LB device 的本地 DNS 服務(wù)器。實現(xiàn)原理Inbound 鏈路負(fù)載均衡中，負(fù)載均衡設(shè)備作為權(quán)威名稱服務(wù)

45、器記錄域名與內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器 IP 地址的映射關(guān)系。一個域名可以映射為多個 IP 地址，其中每個 IP 地址對應(yīng)一條物理鏈路。外網(wǎng)用戶通過域名方式訪問內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器時，本地 DNS 服務(wù)器將域名解析請求轉(zhuǎn)發(fā)給權(quán)威名稱服務(wù)器負(fù)載均衡設(shè)備，負(fù)載均衡設(shè)備依次根據(jù) ACL 策略、就近性算法、ISP 表選擇最佳的物理鏈路， 并將通過該鏈路與外網(wǎng)連接的接口 IP 地址作為 DNS 域名解析結(jié)果反饋給外網(wǎng)用戶，外網(wǎng)用戶通過該鏈路訪問內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器。工作流程圖15 Inbound 鏈路負(fù)載均衡流程圖表6 Inbound 鏈路負(fù)載均衡流程描述步驟說明備注(1)外網(wǎng)用戶通過域名訪問內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器時，首先要進(jìn)行DNS 解析，向其本地

46、DNS服務(wù)器發(fā)送DNS請求-(2)本地DNS服務(wù)器將DNS請求轉(zhuǎn)發(fā)給域名對應(yīng)的權(quán)威名稱服務(wù)器LB device-(3)LB device根據(jù)DNS請求的域名、ACL策略、就近性算法、ISP表選擇最優(yōu)的物理鏈路，并將通過該物理鏈路與外網(wǎng)連接的接口IP地址作為域名解析結(jié)果在Inbound鏈路負(fù)載均衡組網(wǎng)中，通常使用就近性算法實現(xiàn)外網(wǎng)到內(nèi)網(wǎng)流量在多條鏈路間均衡(4)LB device按照域名解析的結(jié)果，將DNS應(yīng)答發(fā)送給本地DNS服務(wù)器-(5)本地DNS服務(wù)器將解析結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給用戶-(6)用戶使用解析結(jié)果選擇的鏈路，對內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器進(jìn)行訪問-技術(shù)特點可以和服務(wù)器負(fù)載均衡配合適用，實現(xiàn)外網(wǎng)用戶訪問內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器

47、流量在多條鏈路間均衡的同時，也實現(xiàn)了流量在多臺服務(wù)器間均衡。通過健康性檢測，可以檢查物理鏈路的連通性。利用就近性算法動態(tài)計算鏈路的質(zhì)量，通過應(yīng)答報文引導(dǎo)后續(xù)業(yè)務(wù)流量使用當(dāng)前最優(yōu)的服務(wù)器業(yè)務(wù)出口。全局負(fù)載均衡全局負(fù)載均衡基于本地負(fù)載均衡，其中每一臺 GLB 設(shè)備與其實服務(wù)之間所遵循的都是服務(wù)器負(fù)載均衡的工作機(jī)制，全局負(fù)載均衡實現(xiàn)的是不同 GLB 設(shè)備之間的均衡調(diào)度。全局負(fù)載均衡可實現(xiàn)四至七層報文在全局范圍內(nèi)的負(fù)載均衡，其負(fù)載方式分為 DNS 智能解析、HTTP 重定向、RTSP 重定向和 IP 智能轉(zhuǎn)發(fā)四種，下面將分別進(jìn)行介紹。圖16 全局負(fù)載均衡組網(wǎng)圖全局DNS智能解析負(fù)載均衡當(dāng)某應(yīng)用在全球各

48、個地點設(shè)置多個數(shù)據(jù)中心（站點）時，全局范圍內(nèi)即存在多個服務(wù)器同時提供服務(wù)，DNS 智能解析可以引導(dǎo)廣域網(wǎng)范圍內(nèi)的不同用戶訪問最優(yōu)服務(wù)器，使流量正確分擔(dān)到各個站點，實現(xiàn)全局各站點的負(fù)載均衡。實現(xiàn)原理全局 DNS 智能解析負(fù)載均衡中，GLB 設(shè)備作為 DNS 解析的權(quán)威服務(wù)器記錄域名與全局所有虛服務(wù)器（包括本地和遠(yuǎn)程虛服務(wù)器）IP 地址的映射關(guān)系。一個域名可以映射為多個 IP 地址，其中每個IP 地址對應(yīng)一臺虛服務(wù)器。用戶通過域名方式請求服務(wù)時，要先進(jìn)行 DNS 解析。本地 DNS 服務(wù)器將用戶的域名解析請求轉(zhuǎn)發(fā)給本地的 GLB 設(shè)備（即權(quán)威 DNS 服務(wù)器），本地 GLB 設(shè)備根據(jù)全局調(diào)度算法從

49、全局下的所有可用虛服務(wù)器中選舉出最優(yōu)虛服務(wù)器，并將該最優(yōu)虛服務(wù)器的 IP 地址作為 DNS 解析結(jié)果反饋給用戶， 用戶向該 IP 地址請求服務(wù)。工作流程圖17 全局 DNS 智能解析負(fù)載均衡流程圖HostLocal DNS serverGLB device (local)(1) DNS request Dst=Local DNS server IP,Src=Host IP(2) DNS request Dst=VSIP,Src=Local DNS server IP(5) DNS response Dst=Host IP,Src=Local DNS server IP(4) DNS respo

50、nse Dst=Local DNS server IP,Src=VSIP(3) Scheduler: Select a virtual server.表7 全局 DNS 智能解析負(fù)載均衡流程描述步驟說明備注(1)用戶通過域名請求服務(wù)時，首先要進(jìn)行DNS解析，向其本地DNS服務(wù)器發(fā)送DNS請求-(2)本地DNS服務(wù)器將DNS請求轉(zhuǎn)發(fā)給域名對應(yīng)的權(quán)威DNS服務(wù)器GLB設(shè)備-(3)GLB設(shè)備根據(jù)DNS請求的域名，按照全局調(diào)度算法在全局所有可用的虛服務(wù)器中選舉出最優(yōu)虛服務(wù)器，并將該最優(yōu)虛服務(wù)器IP地址作為域名解析結(jié)果GLB設(shè)備上的全局服務(wù)引用的虛服務(wù)的負(fù)載均衡深度可以為4層或7層(4)GLB設(shè)備按照域

51、名解析的結(jié)果，將DNS應(yīng)答發(fā)送給本地DNS服務(wù)器-(5)本地DNS服務(wù)器將解析結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給用戶-技術(shù)特點全局 DNS 智能解析負(fù)載均衡能引導(dǎo)廣域網(wǎng)范圍內(nèi)的用戶訪問最優(yōu)站點，只要進(jìn)行適當(dāng)配置， 就可以為全球不同地點的用戶帶來更好更快速的服務(wù)體驗。全局 DNS 智能解析負(fù)載均衡優(yōu)先于本地 Inbound 鏈路負(fù)載均衡，但二者可以配合使用。當(dāng)全局 DNS 智能解析負(fù)載均衡不可用時，本地 Inbound 鏈路負(fù)載均衡依然可以在本地站點中進(jìn)行鏈路負(fù)載均衡，進(jìn)一步增強(qiáng)全局各站點服務(wù)的可靠性。HTTP重定向和RTSP重定向GLB 設(shè)備也可能不對外提供 DNS 智能解析，而是針對某種特定應(yīng)用進(jìn)行全局負(fù)載均衡，例

52、如只對外提供 HTTP 業(yè)務(wù)的負(fù)載均衡或 RTSP 業(yè)務(wù)的負(fù)載均衡。由于全局 HTTP 重定向負(fù)載均衡和全局RTSP 重定向負(fù)載均衡在實現(xiàn)原理上基本一致，故本文僅以全局 HTTP 重定向負(fù)載均衡為例進(jìn)行詳細(xì)介紹。當(dāng)用戶通過 IP 地址向某站點服務(wù)器請求提供 HTTP 服務(wù)，而該服務(wù)器不能提供服務(wù)時，全局 HTTP 重定向負(fù)載均衡可將該 HTTP 請求重定向到全局中其他站點可用的最優(yōu)服務(wù)器上，引導(dǎo)用戶向最優(yōu)服務(wù)器請求服務(wù)。實現(xiàn)原理用戶通過IP地址向某站點（如 HYPERLINK l _bookmark45 圖 16 中的GLB device(Local)）上的某虛服務(wù)器請求HTTP服務(wù)，首先客戶

53、端與虛服務(wù)器完成TCP三次握手，接著向該虛服務(wù)器發(fā)送HTTP請求報文。此時，GLB設(shè)備先根據(jù)本地服務(wù)器負(fù)載均衡策略選取為用戶提供服務(wù)的服務(wù)器。若選取成功，則直接按照本地服務(wù)器負(fù)載均衡的流程處理；若選取失敗，GLB設(shè)備將根據(jù)全局調(diào)度算法從所有可用的遠(yuǎn)程虛服務(wù)器中選舉出一臺最優(yōu)虛服務(wù)器，并用該最優(yōu)虛服務(wù)器的IP地址作為重定向的目的IP地址構(gòu)造HTTP重定向報文反饋給客戶端。用戶收到HTTP重定向報文后，向選取出的最優(yōu)虛服務(wù)器請求HTTP服務(wù)，先與最優(yōu)虛服務(wù)器完成TCP三次握手，然后向其發(fā)送HTTP請求報文，由相應(yīng)的GLB設(shè)備通過其本地服務(wù)器負(fù)載均衡策略選取服務(wù)器為用戶提供服務(wù)。工作流程圖18 全局

54、 HTTP 重定向負(fù)載均衡流程圖HostGLB device (local)GLB device (remote)ServerTCP connectionHTTP requestScheduler: Failed to select a real server.Scheduler: Select a remote virtual server.HTTP redirectionTCP connectionHTTP requestScheduler: Select a real server.HTTP requestHTTP response(11) HTTP response表8 全局 HTTP

55、 重定向負(fù)載均衡流程描述步驟說明備注(1)用戶通過虛服務(wù)IP地址向其本地GLB設(shè)備發(fā)送TCP連接建立請求，經(jīng)過三次握手，成功建立TCP連接-(2)用戶向其本地GLB設(shè)備發(fā)送HTTP請求報文-步驟說明備注(3)本地GLB設(shè)備根據(jù)本地服務(wù)器負(fù)載均衡選取實服務(wù)，由于本地的實服務(wù)繁忙或不可用，選取失敗，進(jìn)入下面的全局負(fù)載均衡流程-(4)本地GLB設(shè)備根據(jù)虛服務(wù)IP地址匹配出相應(yīng)的全局服務(wù)，按照全局服務(wù)中指定的調(diào)度算法從全局所有可用的遠(yuǎn)程虛服務(wù)器中選取出最優(yōu)遠(yuǎn)程虛服務(wù)器本地GLB設(shè)備上的全局服務(wù)引用的虛服務(wù)的負(fù)載均衡深度須為7層(5)本地GLB設(shè)備向用戶回復(fù)HTTP重定向報文，將選取出的最優(yōu)遠(yuǎn)程虛服務(wù)器

56、的IP地址作為重定向的目的IP地址-(6)用戶收到HTTP重定向報文后，向位于遠(yuǎn)程GLB服務(wù)器上的新服務(wù)器地址發(fā)送TCP連接請求，經(jīng)過三次握手，成功建立TCP連接-(7)用戶向新服務(wù)器地址發(fā)送HTTP請求報文-(8)遠(yuǎn)程GLB設(shè)備收到HTTP請求后，根據(jù)其本地服務(wù)器負(fù)載均衡策略選取出可以提供HTTP服務(wù)的實服務(wù)遠(yuǎn)程GLB設(shè)備上的全局服務(wù)引用的虛服務(wù)的負(fù)載均衡深度須為7層(9)遠(yuǎn)程GLB設(shè)備將HTTP請求轉(zhuǎn)發(fā)給選取出的實服務(wù)對應(yīng)的實際提供服務(wù)的服務(wù)器-(10)服務(wù)器向遠(yuǎn)程GLB設(shè)備回復(fù)HTTP響應(yīng)報文-(11)遠(yuǎn)程GLB設(shè)備將HTTP響應(yīng)報文轉(zhuǎn)發(fā)給用戶-技術(shù)特點全局 HTTP 重定向負(fù)載均衡可以

57、在用戶訪問的本地服務(wù)器不可用的情況下，正確地將用戶請求重定向遠(yuǎn)程最優(yōu)服務(wù)器上，有效保證了 HTTP 業(yè)務(wù)的持續(xù)性和可靠性。全局 HTTP 重定向負(fù)載均衡巧妙地借助了 HTTP 協(xié)議固有的重定向功能，將通過全局調(diào)度算法從所有可用的遠(yuǎn)程服務(wù)器中選舉出的最優(yōu)服務(wù)器 IP 置于 HTTP 重定向報文中，并反饋給用戶，實現(xiàn)全局范圍內(nèi)的 HTTP 重定向。IP智能轉(zhuǎn)發(fā)HTTP 和 RTSP 報文重定向都只適用于特定的協(xié)議，而對于用戶所需要的其他沒有重定向功能的應(yīng)用，則無法實現(xiàn)全局負(fù)載均衡。所以其他協(xié)議需要另外的方法處理來協(xié)助完成全局負(fù)載均衡功能的實現(xiàn)，IP 智能轉(zhuǎn)發(fā)便是一種有效的手段。實現(xiàn)原理當(dāng)某一站點服

58、務(wù)器 A（本地 GLB 設(shè)備）接收到用戶的業(yè)務(wù)請求報文，而本地服務(wù)器無法為其提供相應(yīng)服務(wù)時，本地 GLB 設(shè)備將根據(jù)全局調(diào)度算法從所有可用的遠(yuǎn)程虛服務(wù)器中選舉出一臺最優(yōu)虛服務(wù)器，并將該業(yè)務(wù)請求報文通過 GRE 隧道轉(zhuǎn)發(fā)給最優(yōu)虛服務(wù)器所在的遠(yuǎn)程 GLB 設(shè)備。遠(yuǎn)程 GLB 設(shè)備收到轉(zhuǎn)發(fā)過來的業(yè)務(wù)請求報文后，對其進(jìn)行有效處理，并將業(yè)務(wù)應(yīng)答報文的源 IP 填充為服務(wù)器 A 的IP 地址，直接反回給用戶。這樣，用戶便能獲得相應(yīng)的服務(wù)。工作流程圖19 全局 IP 智能轉(zhuǎn)發(fā)負(fù)載均衡流程圖表9 全局 IP 智能轉(zhuǎn)發(fā)負(fù)載均衡流程描述步驟說明備注(1)用戶向本地GLB設(shè)備發(fā)送普通IP請求報文目的IP為Local

59、 VSIP(2)本地GLB設(shè)備根據(jù)本地服務(wù)器負(fù)載均衡選取實服務(wù)，由于本地的實服務(wù)繁忙或不可用，選取失敗，進(jìn)入下面的全局負(fù)載均衡流程-(3)本地GLB設(shè)備根據(jù)虛服務(wù)IP地址匹配出相應(yīng)的全局服務(wù)，按照全局服務(wù)中指定的調(diào)度算法從全局所有可用的遠(yuǎn)程虛服務(wù)器中選取出最優(yōu)遠(yuǎn)程虛服務(wù)器本地GLB設(shè)備上的全局服務(wù)引用的虛服務(wù)的負(fù)載均衡深度須為4層(4)本地GLB設(shè)備通過GRE隧道將IP請求報文轉(zhuǎn)發(fā)給最優(yōu)的遠(yuǎn)程虛服務(wù)器所在的GLB設(shè)備(5)遠(yuǎn)程GLB設(shè)備收到轉(zhuǎn)發(fā)過來的IP請求報文后，根據(jù)其本地負(fù)載均衡策略選取出可以提供服務(wù)的實服務(wù)遠(yuǎn)程GLB設(shè)備上的全局服務(wù)引用的虛服務(wù)的負(fù)載均衡深度須為4層(6)遠(yuǎn)程GLB設(shè)備將

60、IP請求報文轉(zhuǎn)發(fā)給選取出的實服務(wù)對應(yīng)的實際提供服務(wù)的服務(wù)器-(7)服務(wù)器向遠(yuǎn)程GLB設(shè)備回復(fù)應(yīng)答報文-(8)遠(yuǎn)程GLB設(shè)備將應(yīng)答報文轉(zhuǎn)發(fā)給用戶源IP填充為Local VSIP技術(shù)特點IP 智能轉(zhuǎn)發(fā)可以對任何業(yè)務(wù)報文進(jìn)行智能轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)所有 IP 業(yè)務(wù)流量的全局負(fù)載均衡，增強(qiáng)全局各種服務(wù)的可靠性和連續(xù)性。IP 智能轉(zhuǎn)發(fā)雖然是一種“三角轉(zhuǎn)發(fā)”模式（即“客戶端本地 GLB 設(shè)備遠(yuǎn)程 GLB 設(shè)備 客戶端”），但其對于客戶端具有高度透明性，客戶端無須進(jìn)行任何配置，用戶在訪問過程中也無須進(jìn)行任何多余的操作。LB設(shè)備的雙機(jī)熱備無論是服務(wù)器負(fù)載均衡、網(wǎng)關(guān)負(fù)載均衡，還是鏈路負(fù)載均衡，LB 設(shè)備均處于關(guān)鍵路徑，L