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1、F5 服务器及链路负载均衡测试方案一、测试目标21、总体要求22、动态链路就近性访问- 动态DNS 智能解析功能33、服务器负载均衡及应用优化3二、测试环境41. 测试架构图42. 测试环境说明5三、 F5 BigIP (LTM+LC)工作原理61、F5 BigIP LC 动态智能DNS原理解析62、F5 BigIP LTM 相关原理解析72.1、服务器负载均衡72.2、F5 BigIP LTM部分增值软件功能介绍8四、测试资源规划及其基本F5配置步骤91、配置Vlan及其IP地址92、配置路由103、配置Listener104、配置 Wide IP105、配置topology10五、测试项目
2、101、智能DNS解析实现链路就近性访问102、服务器负载均衡项目测试113、其他相关项目测试（待定）13六、测试结论131、链路负载均衡满足需求132、服务器负载均衡满足需求13一、测试目标1、总体要求原有完美公司网络拓扑简图如下： 需求说明如下： 电信100M，网通20M； VPN用户有五六十家分支机构，目前已在VPN终端设置好，通过访问固定的IP来达到使用最佳的链路访问； 目前对外的服务中有一组服务器共六台提供同一种内容，是否可以通过链路负载均衡设备同时做到传统的服务器负载均衡？针对上面的实际情况以及需求，VPN 部分可以沿用现有的方式达到最佳链路访问，这部分保持不变。内网往外仍由原来电
3、信出。在保持现有网络架构基本不变的情况下，为了通过一对负载均衡设备（HA）做到链路负载均衡的同时做到传统的服务器负载均衡，F5 建议使用一对F5 BigIP 负载均衡设备满足需求。 考虑性能及将来的扩展，推荐使用一对F5 BigIP6400负载均衡设备。在F5 BigIP6400 上，LTM（Local Traffic Manager） license 实现服务器负载均衡， LC ( Link Controller) license 实现链路负载均衡 。 另外，F5 BigIP6400 LTM 上默认附带5Mbps HTTP 压缩及100TPS SSL 加速的软件功能模块。可以对应用起到额外的
4、增值优化功能， 另外，还可以通过可选附加Ramcache 静态缓存license 实现Web应用的缓存功能，额外提高应用访问速度。测试以及将来实施方案见下面测试环境架构图 。 实际测试时为方便起见，可以先用单台负载均衡器测试即可， 双机冗余在原理上一样。 测试内容大体分为两个大部分： A: 链路负载均衡：智能DNS 解析 B: 服务器负载均衡 详见如下2，3 点。2、动态链路就近性访问- 动态DNS 智能解析功能 F5 BigIP LC动态探测向F5本身发起DNS请求的本地DNS server的逻辑距离，根据定义的规则，返回探测到最快线路关联的Server IP(VIP) 。这样，客户端将沿着
5、这条最快线路访问到Server IP(VIP)，实现应用的最快访问。例如，排除特殊情况，基本上将实现电信用户沿着电信线路访问，网通线路沿网通线路访问。3、服务器负载均衡及应用优化 用户沿最快线路访问到Server IP(VIP)后， 根据VIP对应的防火墙DMZ区的服务器池(Server Pool) , 使用F5 BigIP LTM 上的服务器负载均衡算法，将应用请求最优分配给实际服务器池里的服务器，起到服务器/应用的负载均衡。 具体算法可以使用轮询，比率，最快反应速度，最少连接数等。 另外，可以使用HTTP 压缩，Ramcache等增值模块功能优化应用访问。 二、测试环境1. 测试架构图针对
6、以上的需求及分析，具体测试架构图如下： 图中原来VPN连接及内网对外访问则完全遵循原来的规则，不被改动。 2. 测试环境说明该架构基本不改动原有的网络架构，方便测试及回退，也减少将来的实施风险，减少相关维护人员工作量，也便于以后的扩展。 如图负载均衡为双机结构，测试时可以简单点以单机模式测试。 双机冗余实现原理一样。 图中红色粗线为网通的同一VLAN , 蓝色粗线为电信的同一VLAN 。这样F5设备类似于旁挂嵌入到原来的电信及网通链路上。 当然，电信及网通的接入交换机只是为了能让F5，防火墙，局端路由器接入在同一VLAN上， 如果想省掉这两台接入交换机，由于F5 BigIP6400 负载均衡器
7、有16个电口及4个光口，可以在F5上相应划分VLAN，把防火墙及局端路由器接入线路接在F5相应VLAN上，这样在二层网络上，把F5同时当成交换机使用。 原有在防火墙上对应DMZ服务器的公网NAT 地址回收，然后在F5上各设一个电信及网通的ServerIP (VIP) 对应防火墙里面的DMZ服务器池。 例如电信VIP 为： 59.33.82.233 ,对应DMZ服务器池IP : 172.16.1.2/4/5 , 网通VIP为： 221.4.195.99 ， 对应DMZ服务器池： 10.1.1.11/12 ; 当客户端通过智能解析结果(具体原理及解析流程将在下面原理部分解释)访问到电信线路VIP:
8、59.33.82.233 , F5 通过服务器负载均衡算法将把请求分配给DMZ服务器，例如将把请求分发给172.16.1.2 , 通过路由, F5将请求送往防火墙， 防火墙路由到DMZ，DMZ服务器回包到防火墙时，防火墙上需要做个根据“源地址”的路由，即如果源地址为DMZ服务器IP，则往F5送，包到达F5后，F5将处理后的包往局端送，然后一直到客户端。 这里需要确认的一点是： PIX是否可以做源地址路由？如果可以，上述数据流程就成立。 而且将使流程简明易懂，且不影响任何其他部分设置。 如果不行，则有另外的处理方法，一种是： 当F5将请求包往防火墙送的时候，同时做源地址NAT，也就是把源地址（i
9、nternet 客户端地址）转换成自己的端口地址然后往防火墙送， 这样DMZ服务器回包里的目标地址是F5端口地址而不是原来的internet客户端地址，这样防火墙自然会将回包往F5送。 如果不允许做NAT（因为NAT将使应用看不到internet客户端源地址），则还可以这样处理：将防火墙的默认网管指向F5而不是ISP局端路由器，这样当然DMZ服务器的回包可以送回F5，但同时， 内网往外的所有流量都将先被送往F5，然后F5上做一个0.0.0.0的VIP来转发给局端路由器。图中原来VPN连接及内网对外访问则完全遵循原来的规则，不被改动。服务器负载均衡方面， F5 LTM 使用相应算法设置来分发请求
10、，具体相关原理及软件模块优化见下面原理部分阐述。 链路负载均衡方面，F5 LC作为一台DNS server， 原来的DNS委派或CNAME 相应XX 的子域到F5解析。由F5做相应的动态智能解析，然后将电信或网通的ServerIP (VIP) 解析给客户端的local DNS . 然后local DNS将该解析结果给客户端，客户端将沿该IP所属的ISP链路访问应用。 三、 F5 BigIP (LTM+LC)工作原理1、F5 BigIP LC 动态智能DNS原理解析为了更好的分析F5的BIG-IP 是如何实现对不同ISP用户访问提供不同的访问链路的，以一个电信用户的访问过程来详细讲解一下。首先，
11、在LC上有两条ISP的链路连接，可以在其上层的交换机上通过VLAN来划分开两条链路，然后接入到不同ISP的路由器上。同时在LC上不同的ISP接口上配置上不同ISP的连接IP 。然后，在域名解析的DNS上做一个别名的DNS解析条目，如下：IN CNAME . IN NS 。 IN NS 。. IN A xx.xx.xx.xx （F5设备电信地址）. IN A xx.xx.xx.xx (F5设备网通地址）F5：配置：. IN Axx.xx.xx.xx (Server对外 电信VIP) IN Axx.xx.xx.xx (Server 对外 网通VIP)其中SUB是一个在LC上配置的虚拟域名，可以自己
12、来定义。通过一个DNS的别名和NS域名解析指向，就可以让用户本地的DNS去LC上取相应的域名解析结果，而LC通过对不同链路状态的检测，回复最优路径的访问IP，这样就可以实现访问速度的提高了。具体流程如下：电信用户在IE浏览器上访问 这个域名，本地机器会向其本地DNS服务器查询该域名的解析IP。如果本地DNS上没有该域名的条目，它会向根询问该条目；如果已经有，则马上回应一个解析条目。由于在根DNS上已经做了一个别名的DNS解析条目，当本地DNS向根DNS询问解析的时候，根DNS会通知该本地DNS向LC获取这个域名的解析条目。本地DNS联系LC询问解析，这时LC会动态检测两条通往不同ISP路道，测
13、试那条到达该本地DNS相对较优，然后选择相对较优的链路的地址去回应本地DNS，在本例中会使用中国电信的IP对 这个域名做解析。本地DNS会根据从LC收到的域名解析条目回应提出要求的中国电信访问用户。中国电信的访问用户使用中国电信的地址去访问 这个域名。 从上面的过程可见，通过LC的链路检测功能，可以为用户提供最优的访问链路，同时解决不同ISP接入速度慢的影响。2、F5 BigIP LTM 相关原理解析2.1、服务器负载均衡BIG/IP利用虚拟IP地址（VIP由IP地址和TCP/UDP应用的端口组成，它是一个地址和端口的组合）来为用户的一个或多个目标服务器（称为节点：目标服务器的IP地址和TCP
14、/UDP应用的端口组成，它可以是internet的私网保留地址）提供服务。因此，它能够为大量的基于TCP/IP的网络应用提供服务器负载均衡服务。BIG/IP连续地对目标服务器进行L4到L7合理性检查，当用户通过VIP请求目标服务器服务时，BIG/IP根椐目标服务器之间性能和网络健康情况，选择性能最佳的服务器响应用户的请求。BIG/IP能够充分利用所有的服务器资源，将所有流量均衡的分配到各个服务器，从而有效地避免“不平衡”现象的发生。BIGIP是一台对流量和内容进行管理分配的设备。它提供12种灵活的算法将数据流有效地转发到它所连接的服务器群。而面对用户，只是一台虚拟服务器。用户此时只须记住一台服务器，即虚拟服务器。但他们的数据流却被BIGIP灵活地均衡到所有的服务器。这12种算法包括：轮询（RoundRobin）：顺序循环将请求一次顺序循环地连接每个服务器。当其中某个服务器发生第二到第7层的故障，BIG/IP就把其从顺序循环队列中拿出，不参加下一次的轮询，直到其恢复正常。比率（Ratio）：给每个服务器分配一个加权值为比例，根椐这个比例，把用户的请求分配到每个
