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負載均衡技術建設高負載的網絡站點 |
| 發布時間: 2012/8/11 11:15:20 |
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Internet的快速增長使多媒體網絡服務器，特別是Web服務器，面對的訪問者數量快速增加，網絡服務器需要具備提供大量并發訪問服務的能力。例如Yahoo每天會收到數百萬次的訪問請求，因此對于提供大負載Web服務的服務器來講，CPU、I/O處理能力很快會成為瓶頸。 簡單的提高硬件性能并不能真正解決這個問題，因為單臺服務器的性能總是有限的，一般來講，一臺PC服務器所能提供的并發訪問處理能力大約為1000個，更為高檔的專用服務器能夠支持3000-5000個并發訪問，這樣的能力還是無法滿足負載較大的網站的要求。尤其是網絡請求具有突發性，當某些重大事件發生時，網絡訪問就會急劇上升，從而造成網絡瓶頸，例如在網上發布的克林頓彈劾書就是很明顯的例子。必須采用多臺服務器提供網絡服務，并將網絡請求分配給這些服務器分擔，才能提供處理大量并發服務的能力。 當使用多臺服務器來分擔負載的時候，最簡單的辦法是將不同的服務器用在不同的方面。按提供的內容進行分割時，可以將一臺服務器用于提供新聞頁面，而另一臺用于提供游戲頁面；或者可以按服務器的功能進行分割，將一臺服務器用于提供靜態頁面訪問，而另一些用于提供CGI等需要大量消耗資源的動態頁面訪問。然而由于網絡訪問的突發性，使得很難確定那些頁面造成的負載太大，如果將服務的頁面分割的過細就會造成很大浪費。事實上造成負載過大的頁面常常是在變化中的，如果要經常按照負載變化來調整頁面所在的服務器，那么勢必對管理和維護造成極大的問題。因此這種分割方法只能是大方向的調整，對于大負載的網站，根本的解決辦法還需要應用負載均衡技術。 負載均衡的思路下多臺服務器為對稱方式，每臺服務器都具備等價的地位，都可以單獨對外提供服務而無須其他服務器的輔助。然后通過某種負載分擔技術，將外部發送來的請求均勻分配到對稱結構中的某一臺服務器上，而接收到請求的服務器都獨立回應客戶機的請求。由于建立內容完全一致的Web服務器并不復雜，可以使用服務器同步更新或者共享存儲空間等方法來完成，因此負載均衡技術就成為建立一個高負載Web站點的關鍵性技術。 1.基于特定服務器軟件的負載均衡（訪問重定向） 很多網絡協議都支持"重定向"功能，例如在HTTP協議中支持Location指令，接收到這個指令的瀏覽器將自動重定向到Location指明的另一個URL上。由于發送Location指令比起執行服務請求，對Web服務器的負載要小的多，因此可以根據這個功能來設計一種負載均衡的服務器。任何時候Web服務器認為自己負載較大的時候，它就不再直接發送回瀏覽器請求的網頁，而是送回一個Locaction指令，讓瀏覽器去服務器集群中的其他服務器上獲得所需要的網頁。 在這種方式下，服務器本身必須支持這種功能，然而具體實現起來卻有很多困難，例如一臺服務器如何能保證它重定向過的服務器是比較空閑的，并且不會再次發送Location指令？Location指令和瀏覽器都沒有這方面的支持能力，這樣很容易在瀏覽器上形成一種死循環。因此這種方式實際應用當中并不多見，使用這種方式實現的服務器集群軟件也較少。有些特定情況下可以使用CGI（包括使用FastCGI或mod_perl擴展來改善性能）來模擬這種方式去分擔負載，而Web服務器仍然保持簡潔、高效的特性，此時避免Location循環的任務將由用戶的CGI程序來承擔。 2.基于DNS的負載均衡（多機單域名負載） 由于基于服務器軟件的負載均衡需要改動軟件，因此常常是得不償失，負載均衡最好是在服務器軟件之外來完成，這樣才能利用現有服務器軟件的種種優勢。最早的負載均衡技術是通過DNS服務中的隨機名字解析來實現的，在DNS服務器中，可以為多個不同的地址配置同一個名字，而最終查詢這個名字的客戶機將在解析這個名字時得到其中的一個地址。因此，對于同一個名字，不同的客戶機會得到不同的地址，他們也就訪問不同地址上的Web服務器，從而達到負載均衡的目的。 例如如果希望使用三個Web服務器來回應對www.exampleorg.org.cn的HTTP請求，就可以設置該域的DNS服務器中關于該域的數據包括有與下面例子類似的結果： www1INA192.168.1.1 www2INA192.168.1.2 www3INA192.168.1.3 wwwINCNAMEwww1 wwwINCNAMEwww2 wwwINCNAMEwww3 此后外部的客戶機就可能隨機的得到對應www的不同地址，那么隨后的HTTP請求也就發送給不同地址了。 DNS負載均衡的優點是簡單、易行，并且服務器可以位于互聯網的任意位置上，當前使用在包括Yahoo在內的Web站點上。然而它也存在不少缺點，一個缺點是為了保證DNS數據及時更新，一般都要將DNS的刷新時間設置的較小，但太小就會造成太大的額外網絡流量，并且更改了DNS數據之后也不能立即生效；第二點是DNS負載均衡無法得知服務器之間的差異，它不能做到為性能較好的服務器多分配請求，也不能了解到服務器的當前狀態，甚至會出現客戶請求集中在某一臺服務器上的偶然情況。 3.反向代理負載均衡（緩沖池） 使用代理服務器可以將請求轉發給內部的Web服務器，使用這種加速模式顯然可以提升靜態網頁的訪問速度。因此也可以考慮使用這種技術，讓代理服務器將請求均勻轉發給多臺內部Web服務器之一上，從而達到負載均衡的目的。這種代理方式與普通的代理方式有所不同，標準代理方式是客戶使用代理訪問多個外部Web服務器，而這種代理方式是多個客戶使用它訪問內部Web服務器，因此也被稱為反向代理模式。 實現這個反向代理能力并不能算是一個特別復雜的任務，但是在負載均衡中要求特別高的效率，這樣實現起來就不是十分簡單的了。每針對一次代理，代理服務器就必須打開兩個連接，一個為對外的連接，一個為對內的連接，因此對于連接請求數量非常大的時候，代理服務器的負載也就非常之大了，在最后反向代理服務器會成為服務的瓶頸。例如，使用Apache的mod_rproxy模塊來實現負載均衡功能時，提供的并發連接數量受Apache本身的并發連接數量的限制。一般來講，可以使用它來對連接數量不是特別大，但每次連接都需要消耗大量處理資源的站點進行負載均衡，例如搜尋。 使用反向代理的好處是，可以將負載均衡和代理服務器的高速緩存技術結合在一起，提供有益的性能，具備額外的安全性，外部客戶不能直接訪問真實的服務器。并且實現起來可以實現較好的負載均衡策略，將負載可以非常均衡的分給內部服務器，不會出現負載集中到某個服務器的偶然現象。 本文出自：億恩科技【www.sunshares.net】 |
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