网站的负载均衡解决方案

2013-08-15雷鸣

河南科技 2013年2期

雷鸣

(永州职业技术学院，湖南永州 425000)

一网络现况

信息时代的高速发展，推动了企业对信息化的高要求，而Web服务成为了很多企业展示自己和交流的一个重要平台和手段。企业的网站服务器随着被访问的提高，使得单一设备根本无法承担高访问量的负载处理。如果扔掉现有设备去升级设备，这样将造成很大的浪费。于是，负载均衡机制应运而生。负载均衡，英文名称为Load Balance，其意思就是将企业关键应用服务器和其它企业关键应用服务器的负载进行平衡、分摊到多个企业关键应用服务器和其它关键任务服务器操作单元上进行执行。负载均衡技术建立在现有网络之上，它提供了一种廉价有效的方法扩展带宽和增加吞吐量，加强数据处理能力，提高服务器的灵活性和可用性。

二负载均衡技术的应用

负载均衡技术的应用，决定了企业服务器的高性能和高利用率。负载是不可避免的，随着访问量的增加它就会增大，面对负载我们只有很好的利用均衡技术把负载对服务器和网络的影响降到最低点，提高企业服务器的利用率，发挥服务器的高性能，为整个企业提供快速和便捷的服务。企业可根据网站访问量大小来适当采用适合自己的负载均衡技术，当访问量不大时可使用多台服务器来分担负载，将不同的服务器用在不同的方面。按提供的内容进行分割时，可以将一台服务器用于提供新闻页面，而另一台用于提供游戏页面;也可以按服务器的功能进行分割，将一台服务器用于提供静态页面访问，而另一些用于提供CGI等需要大量消耗资源的动态页面访问。当企业网站访问量增大时，还用分割法来均衡负载已不可用了，由于业务量的发展将非常迅速，并且，网络新的应用层出不穷，即使按照当前最优配置建设的网站系统，也很快会落后于网络流量的发展。尤其是网站的核心部分，其数据流量和计算强度之大，使得单一设备根本无法承担，而如何在完成同样功能的多个网络设备之间实现合理的业务量分配，使之不至于出现一台设备过忙、而别的设备却未充分发挥处理能力的情况，就成了一个问题，负载均衡机制也因此应运而生。根据上述分析，流量负载可能在网络中很多地方出现，因而负载均衡策略也应有多种多样的形式。因此，我们将从网络的层次来阐述一个企业网站的负载均衡方案。

1.服务器群集均衡方案

企业网站的Web服务器及其他应用服务器承载着重要的网站应用。然而，单一计算机可以提供有限级别的服务器可靠性和可伸缩性。但是，通过将两个或两个以上高级服务器的主机连成群集，网络负载均衡就能够提供关键任务服务器所需的可靠性和性能。

使用多服务器的分布式结构，将网站的Web和其它应用分布在多台服务器上，即将企业网站的Web和其它应用服务分布在4台服务器上。其中每台服务器都具备等价的地位，都可以单独对外提供服务而无须其他服务器的辅助。然后，通过NG FW4000防火墙将外部发送来的请求均匀分配到4台服务器上，接收到连接请求的服务器都独立回应客户的请求。由于通过同步分发，建立内容完全一致的Web服务器并不困难，因此基于服务器集群的负载均衡技术是很容易实现的。

NG FW4000防火墙可以支持一个服务器阵列，这个阵列经过防火墙对外表现为单台的服务器，防火墙将外部来的访问在这些服务器之间进行均衡，同时可以识别出故障的服务器。防火墙的均衡策略如下:

顺序选择地址+权值。

根据PING的时间间隔来选择地址+权值。

根据CONNECT的时间间隔来选择地址+权值。

根据CONNECT然后发送请求并得到应答的时间间隔来选择地址+权值。

2.网站网络传输解决方案

由于企业网站在网站应用系统建设中，要求应用系统模块之间的接口采用XML标准和Web Service规范，同时，作为一个综合性的大型网站，要求提供标准的在线交易功能和安全可靠的网上支付功能。因此，在网站网络传输的内容上，SSL和XML将占用相当的服务器资源，会影响网络的传输速度。

SSL(加密套接字协议层)是一种应用极为广泛的Web信息安全传送协议。目前，98%的Web上的安全传送都运用SSL。SSL已经成了安全互联网交易中数据加密的工业标准，由于SSL运用加密算法和密码，其加密/解密过程需大量占用服务器的CPU资源，使CPU利用率接近100%，从而大大降低了服务器性能。当网络用户大大增加后，网络性能将急剧降低，很可能用户会因网络响应欠佳而失去耐心离开网站。

信息时代，服务器反应速度至关重要，为根本解决SSL给服务器运行带来的不利影响，必须采用专门设备处理SSL协议，以使服务器CPU从繁重的加密/解密过程中解脱出来。

当使用SSL加速器时，所有非SSL数据流可以未受任何改变地通过加速器;但是当由SSL加密过的数据流经过SSL加速器时，进入的SSL数据流被解密并干净地传给服务器，而外流的SSL数据流被加密并传向客户。这样服务器只需简单地处理SSL请求，原本消耗众多计算资源的HTTP/SSL现在被专用的SSL加速设备负责处理。使用了SSL加速器之后，系统每秒处理的安全连接数可由原来几十个增长到数百个。当然，如果需要最大限度地利用服务器，也可以卸载SSL处理工作。

此外，SSL加速器可以实现灵活的动态堆叠，实行自动的“任务分担”以得到最大的扩展能力。一般SSL加速器可以自动与所有类型的服务器协同运行，并可以支持一台或多台服务器。

XML(扩展标识语言)是SGML(标准通用标识语言)的一个子集，它已经快速取代EDI(电子数据交换)成为B2B网上交易的统一格式。事实已经证明，XML所采用的标准技术最适合Web开发。XML支持结构化的数据，可以更详细地定义某个数据对象的数据结构，例如，描述产品，详细定义该产品的生产厂、产品名、产品号、产地等信息，这种定义不仅为标记该产品提供方便，而且这种XML数据很容易按生产厂、产品名等排序，使用户的查询变得更方便。XML加速器可以将XML交易进行分类，如按照商业合作伙伴名称或类型、交易价值或数量以及时刻或时区为依据，配置业务优先级，从而提高响应速度，解放服务器资源，更快地处理交易。智能化的XML加速器可以使用多变量分类包括与、或，以满足复杂业务的优先级要求。还有的XML加速器自身提供服务器的负载均衡，以达到快速、安全的目的。

3.基于网络的层次均衡策略

现代负载均衡技术通常操作于网络的第四层或第七层。第四层负载均衡将一个合法的IP地址映射为多个内部服务器的IP地址，对每次动态使用一个内部IP地址来对应一次TCP连接请求，已达到负载均衡的目的。第七层控制应用层服务的内容，提供了一种对访问流量的高层控制方式，适合对HTTP服务器群的应用。第七层负载均衡技术通过检查流经的HTTP报头，根据报头内的信息来执行负载均衡任务。第七层负载均衡受到其所支持的协议限制(一般只有HTTP)，这样就限制了它应用的广泛性，并且检查HTTP报头会占用大量的系统资源，势必会影响到系统的性能，在大量连接请求的情况下，负载均衡设备自身容易成为网络整体性能的瓶颈。