基于JSESSION_ID算法的营业web服务器负载均衡方案

2015-03-23马健刘晓霞

科技资讯 2014年34期

马健　刘晓霞

摘要：该文研究在运营商营业web服务器的特殊前提下，以负载均衡最优化为需求，以F5负载均摊服务器为研究平台，分析常用的轮循、权重轮循、响应速度、连接数、处理能力五种负载均衡算法在这种特殊需求下的表现，找到实用性较强的处理能力均衡算法。最终打破负载均衡固有思维，在以IP地址为单位的均衡算法之外，提出了以JSESSION_ID为单位的新的负载均衡算法——JSESSION_ID算法。该算法在F5负载均衡服务器性能强大的情况下，表现远远优于任何算法。

关键词：web服务器负载均衡处理能力均衡算法 JSESSION_ID算法

中图分类号：TP368 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（a）-0011-02

目前各电信运营商营业网点的数量星罗棋布，提供的服务越来越多样化。BS架构的web页面登陆方式以其对终端要求低、无需安装维护客户端、操作界面友好，成为主流的营业服务系统基础架构。合理利用web服务器，必须用到负载均衡算法。

1 负载均衡算法在电信运营商营业系统中的意义

负载均衡（LB Load Balance）建立在现有网络结构之上。它提供了一种廉价有效透明的方法，扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。

营业web服务一般采用本地负载均衡（Local LB）。这种方案能有效地解决数据流量过大、网络负荷过重的问题，并且即使是服务器扩充升级，也只是简单地增加一个新的服务器到服务群中，而不需改变现有网络结构、停止现有服务。

2 五种常用的LB算法在实际应用中的表现与选择

在实际的应用过程中，选择适合的LB算法有利于web服务器合理利用。

2.1 LB算法的基本原则

会话保持策略。即：访问终端在一定时间（可在LB服务器上设定）内再次访问的情况下，会优先于LB算法，将访问终端直接指向上次访问的web服务器。

2.2 营业web服务与网站web的差异

（1）服务器承载内容高度统一。营业web服务承载内容相对稳定，且内容高度一致，多服务器的目的仅是承载大量终端的访问及数据交互。

（2）服务器面向人群相对固定。营业web服务仅允许营业人员通过固定终端进行访问，持续登录，对“会话保持”的要求较高。

（3）数据传输量大且集中。营业web提供的业务受理和查询的功能。每台访问终端在短时间内瞬时产生大量的数据传输和链接请求。

2.3 各LB算法在营业web服务使用中的情况

（1）轮循均衡（Round Robin）：将来自网络的请求，从1至N循环分配给服务器组的服务器（N为服务器数量）。RR算法为最基本的均衡算法。

（2）权重轮循均衡（Weighted RR）：在RR算法的基础上，根据服务器的不同处理能力，给每个服务器分配不同的权值，使其能够接受相应权值数的服务请求。WRR算法能确保高性能的服务器得到更高的使用率，避免低性能的服务器负载过重。

（3）响应速度均衡（Response Time）：LB设备对内部各营业web服务器发出一个探测请求（例如登陆页面检测），根据响应时间来决定服务器响应客户端服务请求的顺序。

（4）最少连接数均衡（Least Connection）：该算法根据当前该服务器正在处理的连接数量，把新请求分配给连接数最少的服务器。这种算法以一个瞬时值作为分配标准，显然不是一个好的选择。

（5）处理能力均衡（Predictive Observed）：此种均衡算法将把服务请求分配给内部处理负荷（根据服务器CPU型号、CPU数量、内存大小及当前连接数等换算而成）最轻的服务器。

由于考虑到了内部服务器的处理能力及当前网络运行状况，所以PO算法相对来说更加精确。这种算法是最常用的，也是最有效率的。

3 提出新的LB算法——JSESSION_ID算法。

在实际工作中，我们发现了仅依靠以上五种算法无法完美解决问题。如当web服务器不稳定，发生宕机，重新启动后，根据“会话保持”原则，目前的LB算法较难将负载压力分配到重启后的服务器上来。

3.1 JSESSION_ID算法的提出

根据每个web服务器的终端页面有一个单独的JSESSION_ID，我们尝试使用它作为访问的唯一特征值，取代原来的IP地址，我们称之为“JSESSION_ID算法”，期望可以解决以上问题。同一IP的营业终端发起的链接，每个页面发起链接访问的JSESSION_ID是不同的，因此每个链接可作为独立的访问被分配，也就是说：

（1）同一终端打开的多个页面，有可能被分配到不同web服务器上。而不是集中到同一web服务器上，对一台服务器施加压力。

（2）由于每次新打开页面的JSESSION_ID都是重新生成的，所以不会受到“会话保持”原则的影响，按照目前各web服务器链接数量平均分配链接访问压力，对上面提到的宕机重启的web服务器会在最短时间内分配合适数量的链接，达到负载均衡的目的。

3.2 JSESSION_ID算法代码

在F5负载均衡服务器上试编写算法如下：

when HTTP_REQUEST {

if{[HTTP：：cookie exists "JSESSIONID"] }

{#log local0."[HTTP：：cookie "JSESSIONID"]"

persist uie [string tolower [HTTP：：cookie "JSESSIONID"]] 3600}

else { set jsess

[findstr [string tolower [HTTP：：path]] "JSESSIONID=" 11]

if { $jsess ！= "" } { persist uie $jsess } } }

when HTTP_RESPONSE {