写作培训资材汇编333

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1、南南海海市市信信息息网网W We eb b 服服务务器器负负载载平平衡衡的的解解决决方方案案2 / 27新加坡电脑系统集团公司一九九九年十一月目目 录录第一章第一章 系统需求及分析系统需求及分析.1 1第一节 设备的选择.1第二节 F5 负载平衡技术解决方案： .2第二章第二章 负载平衡系统讲明负载平衡系统讲明.4 4第一节 产品及需求分析.4第二节 产品性能分析.6第三节 负载平衡网页内容与数据库.83 / 27第四节 BIG/IP 如何平衡服务器群的流量 .8第五节 3DNS 的要紧功能： .10第六节 BIG/IP 与 3DNS 网络位置及实现负载平衡的算法 .11一、BIG/IP 在网

2、络中的位置 .11二、BIG/IP 实现负载平衡的算法：.11三、BIG/IP 安全性和治理性的施行 .12四、3DNS 在网络中的位置和实现广域负载平衡的算法.12第三章第三章 系统改造构想系统改造构想.1313第四章第四章 系统设备及报价系统设备及报价.1515第一章第一章系统需求及分析系统需求及分析南海市位于广东珠江三角洲，随着改革开放的不断深化，经济和社会各项事业的蓬勃进展，南海市的知名度越来越高，在不久的今后将成为中国南方新兴的信息化都市。南海市的快速进展不仅吸引了许多有名的高科技团体前往投资，而且吸引了众多网民通过 Internet 慕名而来了解那个新科技都市。随着访问人数的急剧增

3、加以及南海市“信息化都市”建设的进展，对信息的需求量大大加强，原有的 Web 服务器的负荷加重，响应扫瞄的时刻专门长，不利于南海市对外的形象和快速进展的需要。出于上述缘故和考虑到今后长远的进展，为了最有效的利用服务器的容量，延长设备的生命周期，提高整个系统的可靠性、可用性，实现灵活有效、智能化的安全的负载平衡，我们依照客户的需求，设计了一套广域 Web 服务器负载平衡的方案。第一节第一节 设备的选择设备的选择 F5 网络公司是美国的一家专门研究和生产互联网负载平衡产品的上市公司。它的要紧产品有Big/IP，3DNS，Global/SITE，See/IT。由于该公司的产品技术2 / 27先进，功

4、能齐全，质量可靠已被世界上专门多知名的企业选用，如 Microsoft，USA Today，Alaska Airline 等总数超过 600家，并荣获 99 年度互联网最佳结构奖。依照客户的要求我们选用 BIG/IP LB，3DNS 来实现南海信息网广域网 Web Server 负载平衡。BIG/IPBIG/IP：BIG/IP 操纵器是 F5 网络公司的一个高性能、高效率、高伸缩性、智能化的用于单个 INTERNET WEB 站点、ISP、ICP、EDI（电子商务） 、企业内外部网等系统的负载平衡的产品（工具） 。 能够平衡服务器群的负载、调节服务器的反映能力、加强服务器的安全爱护、延长服务器

5、的使用寿命和提高服务器 724 小时服务能力、减少服务器损伤和服务中断、加强服务器系统自动恢复能力和错误排除能力。不管你采纳何种服务平台，你都不必在服务器端安装任何额外的软件，BIG/ip 操纵器便能够将全部用户请求合理分配，提供智能的和安全的跨越网络的分布服务，并3 / 27节约你的公共 IP 地址。使用 BIG/IP 将不仅仅是增加你的网络设备的可伸缩性、高可用性，同时你将专门容易进行治理，因为最终用户只须要一个单独的服务器或网关地址。你的用户将不再被过载设备造成的缓慢响应所苦恼。另外，能够在用户不明白的情况下，把设备撤离服务，进行维护，或随时将设备加入到在线的服务中。同时，BIG/IP

6、系统是一个区域网络中高效灵活的负载平衡解决方案，可使你向你的用户提供高性能服务，使你的用户始终会对你的服务感受良好。3DNS3DNS：3DNS 是建立世界范围的系统：为了给不同地理位置的网站及数据中心提供服务，3DNS系统加强标准 DNS 技术以及 BIG/IP 灵活的负载平衡能力，3DNS 可靠、清晰地、用最优化的路径传递内容给用户，不管他们在那儿。3DNS 给 ISP 提供了一个全球性的4 / 27优秀网站和服务。第二节第二节 F5F5 负载平衡技术解决方案负载平衡技术解决方案 F5 的解决方案由： BIG/IP、3DNS、GLOBEL/SIT、SEE/IT 组成一个 TOTAL SOLU

7、TION，建立起世界范围的负载平衡系统，能够给不同位置的网站及数据中心提供服务，平衡局部 SITE 和 全局的负载、数据同步及系统监控，提供智能的安全的跨越网络的高可靠性、可用性的724 服务。 （示意图如下：） F5 Network s total solution 5 / 276 / 27第二章第二章 负载平衡系统讲明负载平衡系统讲明第一节第一节 产品及需求分析产品及需求分析我们是一个小公司，但我们的我们是一个小公司，但我们的 WEBWEB 在快速增长，什么缘故我在快速增长，什么缘故我们需要一个高性能的负载平衡的产品呢？们需要一个高性能的负载平衡的产品呢？F5 产品的许多客户情况类似如此。

8、他们中的大多数差不多成长为多服务器、多站点的实体。BIG/IP 产品线让你能加快你的增长，而且，BIG/IP 的价格从高到低都有，从 BIG/IP LB -单操纵器，到 BIG/IP HA+ -高性能、负载平衡双冗余的操纵器。当你的产品与服务在不断增长时，你都能够轻松地更新升级你的 INTERNET 结构。每个 BIG/IP 产品差不多上可升级的，能够依照你的实际情况给你一个最合理、性价比最高的解决方案。我们有我们有 WINWIN NTNT 和和 SUNSUN SOLARISSOLARIS 的的 WEBWEB 服务器，服务器，BIG/IPBIG/IP 支支持那些操作系统？持那些操作系统？因为

9、BIG/IP 是一个独立的网络设备（工具） ，它支持所有的操作系统，在 TCP/IP 的环境里，平衡各种不同的INTERNET 应用和服务。7 / 27BIG/IPBIG/IP 产品特征：是硬件基础的依旧软件基础的？假如是基产品特征：是硬件基础的依旧软件基础的？假如是基于软件的，支持那些于软件的，支持那些 OSOS 平台？平台？F5 网络产品-BIG/IP，是一个全面的解决方案，它结合了硬件和软件到一个完整的箱包里，BIG/IP 工作在任意的操作系统下，支持 IP 环境下得到网络协议。BIG/IPBIG/IP 产品适合什么样的网络结构？产品适合什么样的网络结构？BIG/IP 解决方案能够放置到

10、第二层（数据链路层）的设备驱动和第三层的 IP 支持的任意的网络拓扑里。在最简单的范围里，它只须用对应的单一主机和 IP 地址，就能够把一个现存的网段分开成两个不同的网段。BIG/IPBIG/IP 产品的确切和最大线速流量是多少？产品的确切和最大线速流量是多少？BIG/IP 产品线包括三种功能型号，BIG/IP LB 和 BIG/IP HA 、HA+ 系统，BIG/IP LB 和 BIG/IP HA 的线速吞吐量达到 40 -170M/S，BIG/IP HA+达到 350M/S 的线速，600M/S 的产品也已测试完毕，开始上市。8 / 27BIG/IPBIG/IP 支持那些接口？支持那些接口

11、？BIG/IP 支持 10/100M 以太网卡，千兆网卡，FDDI 网卡。BIG/IPBIG/IP 产品能支持的最大产品能支持的最大 IPIP 地址的数量？地址的数量？BIG/IP 操纵器支持 40000 台以上虚拟主机服务器和代码地址的组合。BIG/IPBIG/IP 产品能够负载平衡的主机的最大数？产品能够负载平衡的主机的最大数？BIG/IP 支持的主机 - 虚拟的、IP 地址不名，BIG/IP能够负载平衡的数量是无限的，唯一真正限制负载平衡主机数量的是网络媒体（例如 SWITCH）到 BIG/IP 得到内部接口（卡）的通路流通能力。BIG/IP HA 和 BIG/IP HA+标配差不多上无

12、限服务器许可证的。BIG/IPBIG/IP 能够用于平衡象防火墙或能够用于平衡象防火墙或 CACHESCACHES（缓冲设备）如此（缓冲设备）如此的透明设备吗？的透明设备吗？能。BIG/IP 能够同时负载平衡透明设备和服务器，BIG/IP 能确保防火墙或 CACHES（缓冲设备）的可用性，最终用户是接触到唯一的虚拟地址（所有的主机对最终9 / 27用户是不透明的） ，同时也方便系统人员去治理和维护这些设备。BIG/IPBIG/IP 能够负载平衡的最大同时连接的数目是多少？能够负载平衡的最大同时连接的数目是多少？BIG/IP 能够负载平衡的最大同时连接数目取决于 BIG/IP的内带 RAM（内存

13、）数量。当 BIG/IP 配置到最大 RAM 时，BIG/IP 将能够维持 1000000个 SSL-BASED 连接 （连接类型要求是最佳状态信息） 。能够处理多达 8000 个以上的讯间连接。BIG/IPBIG/IP 产品的价格？冗余配置的必要性？产品的价格？冗余配置的必要性？BIG/IP 的价格从高到低，所有的这些解决方案包括一天的在线安装和 F5 的专业工程师的集成服务（712） ，冗余系统是为了能够提供一种 724 小时的服务，为用户制造永不停机的工作及服务环境。BIG/ipBIG/ip 操纵器能够与哪些应用或服务协同工作？操纵器能够与哪些应用或服务协同工作？10 / 27 BIG/

14、ip 操纵器支持 HTTP，email,streaming audio and video 等 internet 应用、LDAP 及其它 IP 协议流、数据库访问、FTP,firewall,cache 和 VPN.第二节第二节 产品性能分析产品性能分析BIG/IPBIG/IP 是如何定义服务器群负载平衡的高效性？是如何定义服务器群负载平衡的高效性？BIG/IP 定义服务器群的负载平衡高效性是基于 OSI 模式的以下方式：Layer 2 (数据链路层)：无须 ARP 就能检测到网络单元的反应时刻，NIC 的准确的高效性。Layer 3 （网络层）：用 ICMP Ping 或 TCP 反馈来测试主

15、机的高效性和反应时刻。Layer 4 （传输层）： 用端口的特定管座连接来定义单一端口的高效性和敏感度。Layer 7 （应用层）： 服务特定负载功能对处理器爱护、操作系统高效打算资源以及内容确认正确发送和返回检测。这些测试保11 / 27证流量、反应时刻永久可不能超出预定的反应时刻和流量。反应时刻和高效率测试能够由用户自己设定。BIG/IPBIG/IP 的负载平衡的高效及负载均衡是什么含义呢？它们的的负载平衡的高效及负载均衡是什么含义呢？它们的高效是如何实现的？高效是如何实现的？高效确实是保证用户能够可行地使用你的服务器、应用程序及网络设备。负载平衡指的是通过将到来的用户请求重定向，提供最佳

16、的性能。高效的实现要紧有以下几种方法：通过将用户请求分步到一组服务器上，来保证服务的可靠。BIG HA 和 BIG HA+是双 BIG/ip 操纵器，它们具有额外的容错能力，能够在 1 秒钟内完成 fail-over.通过将用户请求分步到一组服务器上，来保证服务的可靠。BIG HA 和 BIG HA+是双 BIG/ip 操纵器，它们具有额外的容错能力，能够在 1 秒钟内完成 fail-over. BIG/ips ECV (Extended Content Verification)是一种检测应用程序是否正确响应的方法。它以一定时12 / 27刻间隔向应用发请求，并等待应用程序的应答。ECV检查

17、、分析这些应答，发觉问题时，将用户重定向到能提供正常服务的应用上。BIG/ips EAV (Extended Application Verification)是较复杂的 ECV，同意你定义自己的测试。电子商务便是一个专门好的例子。BIG/ip 能够模拟用户的各种操作，如：进入网站，选择商品，放入购物车，输入信用卡号等。假如任何一个环节发生问题，BIG/ip 都可不能再发送信息，直到故障排除。BIG/ip 支持验证负载均衡（LDAP, Radius, and NDS）,EAV 保证服务器向用户提供信息的可靠性。EAV 还能够保证（SAA,SAN）等可靠工作。假如某个网关出现故障，EAV 将它置

18、为修正状态，并将服务转向可用网关。此外，也能够用于大型分布式 email 系统，交互式服务系统等。第三节第三节 负载平衡网页内容与数据库负载平衡网页内容与数据库 BIG/IP 系统扩充及保障：（后端应用产生的）静态和动态内容，例如：积极的询问个体服务器有关的应用程序数据库情况，因此当服务器及功能工作正常时，回答“404 未被找到”13 / 27时，BIG/IP 会把需求调整到回答正确的应用程序上。一旦失败的内容被挑战，BIG/IP 将检测那个回答正确的服务器，并开始传递需求给他。这意味着你的用户将不再收到因过载服务、软件失败、坏掉或丢失的内容造成的错误信息。另外，通过 BIG/IP 的独有的

19、EAV 特征，你将能够得到更广泛的功能。你将得到在服务、应用程序、及内容可靠上的批判性的回馈，并超越一般的标准检查。第四节第四节 BIG/IPBIG/IP 如何平衡服务器群的流量如何平衡服务器群的流量静态模式静态模式Round Robin: 动态。将联结向它治理的结点平均 分配。Ratio: 比率。为每个设置一个权，每个结点得到的服务与权重成一定的比例。Priority: 优先权。将结点分组，为每组定义优先级。高优先级组内的各节点间以 round-robin 方式进行负载均衡，假如这一组节点全部出现故障，BIG/ip 选用优先级较低的组。动态模式动态模式Least Connections: 最

20、少连接。将联接分配给目前联接14 / 27数最少的节点。Fastest: 最快模式。将联接分配给目前响应速度最快的节点。Observed: 观看模式。是以上两种模式的组合，均衡考虑目前联接数和响 应速度。Predictive： 预测模式。BIG/ip 操纵器对各节点的性能进行预测，将联接分配给可能提供最佳服务的节点。BIG/IPBIG/IP 的上述负载平衡方法能够综合起来使用吗？如是，那的上述负载平衡方法能够综合起来使用吗？如是，那些方法是可调整的？些方法是可调整的？ 所有的以上负载平衡方法都能够由用户自己设定，都能够单个使用或混合使用，所有的方法差不多上可调整的，用户可随时依照具体情况调整负

21、载平衡的方法。近来，人们一直在谈论负载平衡，近来，人们一直在谈论负载平衡，BIG/ipBIG/ip 与那些能提供负载与那些能提供负载均衡的交换机有什么不同？均衡的交换机有什么不同？ BIG/IPBIG/IP 操纵器是 F5 公司专门为专业信息服务商设计的最具扩展性、强力的、高效的、高性价比、简化客户 WEB 站15 / 27点并使其提供 724 服务性的负载平衡产品。 BIG/IP 唯一的支持复杂的服务器环境而无须考虑服务器平台类型或组成的负载平衡 应用，BIG/IP 是个自集成产品，无须在其它服务器或设备安装代理软件。更重要的是，BIG/IP 的 ECV（Expanded Content V

22、erification ）确保了服务器群能够一直向用户分发正确的内容。 F5 网络不仅只是负载平衡。F5 产品和服务为因特网站点提供了一定范围的因特网流量治理解决方案。F5 的产品包括 BIG/IP 与 3DNS 为本地和广域范围内提供了高效率和智能化的负载平衡，Global/SITE 可提供全球内应用系统/内容的复制和同步，See/IT 操纵台提供网络工作情况治理和网络分析能力。我们通常认为交换机能提供更快的负载均衡服务，实际上，工作在 low-level load balancing 状态下，BIG/ip 操纵器能够提供和交换机相同的性能，假如工作在高效状态下，它的效率能够达到交换机的 3

23、5 倍。而且，BIG/ip 更容易升级和扩展。16 / 27第七层应用指的是什么，对我们专门重要吗？第七层应用指的是什么，对我们专门重要吗？简单地讲，第七层应用是提供可靠服务的基础。能够高效确保顾客的关键业务、成功生意的顺利进行和治理的高效性。第七层确实是 osi 模型中的应用层。BIG/ip 通过 ECV,EAV保证向用户提供可靠的服务和更高的系统应用、治理能力。第五节第五节 3DNS3DNS 的要紧功能的要紧功能3DNS 的要紧功能：高性能的广域治理。及时清除所有的单点故障。无缝整合基于业界标准的 DNS。综合负载平衡算法。-Round Robin-Ratio-Least Connecti

24、ons-Random-User-defined Quality-of-Service17 / 27-Round Trip Time-Completion Rate-BIG/ip Packet Rate-Global Availability-Topology能够与 BIG/ip 合用或单独使用。检测服务器的站点确保服务器正确回答。自动重定向客户的请求和标识不正常的站点。透明地整加或减少站点。支持无限的分布点。冗余的操纵和清除故障点。主副双 DNS 的工作。对所有的 IP 服务差不多上透明分布。使用 F5 的 iQuery 协议。第六节第六节 BIG/IPBIG/IP 与与 3DNS3DNS 网

25、络位置及实现负载平衡的算法网络位置及实现负载平衡的算法一、BIG/IP 在网络中的位置 BIG/IP 在网络中的位置和实现对二，三，四，七层监控： Big/IP 操纵器一般安装在路由器和交换机之间（能够只18 / 27安装一个，也能够安装 2 个提供进一步冗余） ，负责在多个冗余服务器之间分发 Internet 用户请求。它能够预防 Web 站存在的下列常见问题。 服务器故障。一旦任何一个服务器发生故障，Big/IP 自动转送通信量。当该服务器恢复正常时，它自动把该服务器纳入服务器群集。 软件故障。假如服务器运行的服务停止，Big/IP 自动检测故障，并把对失败服务的请求转送到另一个正在运行相

26、同服务的服务器。 内容故障。Big/IP 还要在应用级查询服务器，因此如故一个应用不能传送合适的内容，Big/IP 就把请求重定向到另一个正在正常运行的应用。 通信量拥塞。Big/IP 同意治理员设置响应时刻域值。假如服务器，服务或者应用在规定时刻内不响应请求，它把请求重定向到其他服务器，服务或者应用，直到响应时刻恢复正常。二、BIG/IP 实现负载平衡的算法 Big/IP 提供几种静态或者动态负载平衡选择。在静态负载平衡模式里，Big/IP 支持循环模式（请求依此分发给下一个19 / 27服务器） ，比例模式（按一定比例给每个服务器转送一定的请求），以及优先模式（给几组服务器指定优先级，Bi

27、g/IP 按循环方式把请求发个优先级最高的一组服务器里的所有服务器） 。 在动态负载平衡模式里，Big/IP 支持最小连接模式，最快模式，观看模式（把请求转送到连接最少而响应时刻最快的服务器） ，以及预测摸 Big/IP 把请求转送到性能最好的服务器） 。三、BIG/IP 安全性和治理性的施行 Big/IP 还有一些值得一提的治理功能，包括 Network Map 功能，它显示属性设置，以及系统治理的所有服务和节点的视图，它还有 Security Audit 功能，显示试图连接虚拟服务器的前十个非法连接的 IP 地址。Big/IP 支持所有协议，透明支持防火墙，路由器，高速缓存服务器，代理服务

28、器和 VPN 服务器等设备。四、3DNS 在网络中的位置和实现广域负载平衡的算法 3DNS 位于 Big/IP 之上，当两个 Web site 中之一发生故障或通信发生拥塞时，它把请求重定向到响应正常的站。和Big/IP 一样，3DNS 系统支持循环，比例和最少连接模式。此外20 / 27它支持随机 QoS（Quality of Service）和自定义 QoS 动态负载平衡。 在随机模式里，3DNS 在一组可用站之间随意分发请求。在自定义 QoS 模式里，把请求依次发送到往返时刻，命中率和信息包速率最高的站。在往返时刻模式里，3DNS 依照从 Big/IP系统到端点用户的本地 DNS 之间的

29、往返时刻，把请求发送到往返时刻最小的站。在命中率模式里，把请求发送到信息包丢失最少或者超时信息包最少的站。在信息包速率模式里，把请求发送到当前处理负荷最小的站。第三章第三章系统改造构想系统改造构想（1）原 Web Server 拓扑结构图21 / 27（2）改进后的 Web Server 拓扑图（3） F5 解决方案案例：（Ebay.COM）电信网科委网Web serverWeb serverWeb serverHubroute科委网电信网routeROUTEROUTEWEB SERVER WEB SERVERWEB SERVERWEB SERVER WEB SERVER WEB SERVER

30、WEB SERVERWEB SERVER WEB SERVERBIG/IPBIG/IP3DNSBIG/IP北京南海省科委22 / 273DNS3DNS3DNS SolutionSolutionSolution iQueryDNS ResolutionRedirected IP TrafficLegendTokyoISP NAmsterdamebayMasterSlaveBIG/ip2Tokyo Domain ServerClientLocal DNSiQueryiQuery12437856910MasterSlaveBIG/ip2iQ3DNSSan FranciscoebayMasterSl

31、aveBIG/ip2“What is the IP Addressof ?”3DNS23 / 27第四章第四章 系统设备及报价系统设备及报价QUOTATIONDate: 1999-Nov-24Attn:Mr.Gou ShiyinOur Ref: QG9111001Your Ref:Valid till: 30 days To:Nanhai IT CenterChina list PriceTOTAL PRICEITEM Model No.DescriptionQTYUSDDISCUSD1BIG-LBBIG/ip LB, Load Balancing Controller317,235.00 3

32、0%36,193.00 Load balancing controller, field upgradeable to BIG/ip HA & HA+controllers.128MB RAM(upgradeable 1GB)Includes: Browser-based configuration, license for unlimited servers,andbuilt in scalability. Throughput up to 45MB24 / 273DNS3DNS ControllerWide area, high availability controller. 141,2

33、35.00 30%28,864.00 128MB RAM (upgradeable to 1GB)Includes: unlimited license for BIG/ip controllers and internet servers per locationTotal Equipment FOB USA65,057.00 Freight and insurance1,951.00 Installation and maintenance (7x12 service for first year)2,277.00 Total equipment CIFHK69,285.00 CIF Nanhai in RMB782,920.00 交货及付款方式：1、交货方式：收到定货确认单后6周内。2、付款方式：订货确认后支付30% 预付定金, 交货时支付60%.安装调试后10% (开具100% 即期L/C)3、7X12小时售后服务，一年设备保养。