负载均衡设备论证

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1、服务器负载均衡交换机论证服务器负载均衡交换机论证A A、名称、型号、用途、主要功能及性能参数、名称、型号、用途、主要功能及性能参数名称：服务器负载均衡交换机型号：LTM 1600用途：用于进行图书的自助借阅和归还的管理。主要模块及功能参数：主要模块： 基于内容的负载均衡 服务器健康检查 用户连接会话保持 IP地址转换 链接复用 SSL加速处理（100tps）付费可选模块： SSL加速处理(SSL) 动态智能压缩(CMP) 内存缓存功能(Cache) 7层的带宽管理功能(RS) 带宽高级客户认证(ACA) IP v6网关主要功能： 服务器负载均衡 提高应用的高可靠性、 应用加速 降低服务器和带宽

2、成本 增强网络和应用安全性 面向所有 IP 应用的集成解决方案 行业领先的性能 简化管理， 提高可见性 无可比拟的应用智能与控制特性-UIE+iRules B B、新增的必要性、新增的必要性VB 动态库 Active X 软件。北理工现无服务器负载均衡设备，无法进行服务器的负载均衡以及优化，无法实现多台服务器同时提供服务，导致应用的高可用性差、应用扩展性差、无法实现服务器无缝维护、应用优化手段单一、应用安全无法保障等多方面的问题。为了满足北理工对图书馆应用系统的应用安全、快速、高可用、等方面的需要，故本项目拟新增服务器负载均衡交换机设备是非常有必要的。C C、技术性能对比分析、技术性能对比分析

3、经调研，目前国内主流的服务器负载均衡交换机设备有如下几个厂商。美国 F5 公司、以色列 redware 公司和加拿大 Nortel 公司。上述三家公司的产品都可以满足图书馆使用要求。其性能参数对比如下表所示：服务器负载均衡主要技术参数和性能对比表 厂商参数 项目美国 F5 公司 LTM 1600 产品加拿大 Nortel 公司 ExtremeAlpine 3408 产品以色列 Radware 公司 ASIII 产品IP Routing Interfaces40962561024Virtual Server Support40k1,024512-3000Real Server Support 无

4、限制1,02410,000Policy Filters无限制2,0481,024并发会话数8M2M2M7 层性能(sessions/second)100K51K*40K4 层性能(sessions/second)60K110K*85K集成 SSL 加速 (tps.)有，缺省 100，最大可以达到 15000TPS需额外设备需额外设备集成 SSL 加速（bulk） 有，支持对称加解密算法无无厂商参数 项目美国 F5 公司 LTM 1600 产品加拿大 Nortel 公司 ExtremeAlpine 3408 产品以色列 Radware 公司 ASIII 产品最短切换时间200ms3m3m支持 I

5、Pv6支持不支持不支持支持基本网络协议802.1q,Trunk,Spanning Tree支持支持不支持是否提供 API 接口提供不提供不提供是否有第三方评测报告有有无广域网优化有，TCP Express无无内存 Cache支持无无HTTP 压缩支持需要额外设备需要额外设备连接优化支持需要额外设备需要额外设备优点功能及性能强、扩展 性强缺点功能及性能弱、扩展 性差功能及性能较弱、扩 展性差 报价（CIF 价格）33，750 美元32，980 美元41，550 万美元结论经分析，拟选 1 台美国 F5 公司生产的 BIGIP 系列 LTM 1600 服务器负载均衡交换机。D D、选择结论、选择结

6、论综上所述，美国 F5 公司的 BIGIP LTM1600 负载均衡设备功能多、性能强、可扩展性方便 ，综合性价比较高。故拟新增 1 台美国 F5公司的 BIGIP LTM1600 服务器负载均衡交换机。报价：?万美元。、F5F5 LTM1600LTM1600 部署结构及方案部署结构及方案根据北京理工大学图书馆应用系统负载均衡的需求，经过认真的分析，结合 F5 在业界多年的经验，利用 F5 的流量管理设备提供良好的“备而不闲”的解决方案。网络结构：网络结构：Bigip LTM 1600Web/APP ServerWeb/APP Server核心交换在这种结构下，只要在 F5 上添加一个 vir

7、tual server，映射到后台 server 上。然后将 dns 记录指到 F5 上的 virtual server，即可把用户导向到 F5 上。当用户访问这个 virtual server 时，流量会被均匀的负载均衡到后台 server 上。如果某台 server 设备发生故障，F5 将自动发现并不再把流量发送到这台故障的 server 上，从而实现 server 的高可用。在需要扩展时，只需将新的服务器设备连接到网络中，在 F5 上做一些设置即可。不会对现有网络产生任何影响的情况下就可以实现无缝扩展。方案优势：方案优势： 避免避免“不平衡不平衡”现象现象如果能够充分利用所有的服务器资源

8、，将所有流量均衡的分配到各个服务器，我们就可以有效地避免“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（Round Robin）：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，BIGIP 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

9、，根椐这个比例， 把用户的请求分配到每个服务器。当其中某个服务器发生第二到第 7 层的 故障，BIGIP 就把其从服务器队列中拿出，不参加下一次的用户请求的分 配，直到其恢复正常。 优先权（Priority）：给所有服务器分组，给每个组定义优先权，BIGIP 用户的请求，分配给优先级最高的服务器组（在同一组内，采用轮询或比 率算法，分配用户的请求）；当最高优先级中所有服务器出现故障，BIGIP 才将请求送给次优先级的服务器组。这种方式，实际为用户提供一种热备 份的方式。 最少的连接方式（Least Connection）：传递新的连接给那些进行最少 连接处理的服务器。当其中某个服务器发生第二到

10、第 7 层的故障，BIGIP 就把其从服务器队列中拿出，不参加下一次的用户请求的分配，直到其恢 复正常。 最快模式（Fastest）：传递连接给那些响应最快的服务器。当其中某个 服务器发生第二到第 7 层的故障，BIGIP 就把其从服务器队列中拿出，不 参加下一次的用户请求的分配，直到其恢复正常。 观察模式（Observed）：连接数目和响应时间以这两项的最佳平衡为依 据为新的请求选择服务器。当其中某个服务器发生第二到第 7 层的故障， BIGIP 就把其从服务器队列中拿出，不参加下一次的用户请求的分配，直 到其恢复正常。 预测模式（Predictive）：BIGIP 利用收集到的服务器当前的

11、性能指标， 进行预测分析，选择一台服务器在下一个时间片内，其性能将达到最佳的 服务器相应用户的请求。(被 BIGIP 进行检测) 动态性能分配（Dynamic Ratio-APM):BIGIP 收集到的应用程序和应用服 务器的各项性能参数，动态调整流量分配。 动态服务器补充（Dynamic Server Act.):当主服务器群中因故障导致数 量减少时，动态地将备份服务器补充至主服务器群。 服务质量(QoS)：按不同的优先级对数据流进行分配。 服务类型(ToS)：按不同的服务类型（在 Type of Field 中标识）对数据 流进行分配。 规则模式：针对不同的数据流设置导向规则，用户可自行编

12、辑流量分配 规则，BIGIP 利用这些规则对通过的数据流实施导向控制。2.2.22.2.2 解决因解决因“峰值堵塞峰值堵塞”带来的性能调整带来的性能调整“不平衡不平衡”当出现流量“峰值”时，如果能调配所有服务器的资源同时提供服务，所谓的“峰值堵塞”压力就会由于系统性能的大大提高而明显减弱。由于 BIGIP 优秀的负载均衡能力，所有流量会被均衡的转发到各个服务器，即组织所有服务器提供服务。这时，系统性能等于所有服务器性能的总和，远大于流量“峰值”。这样，即缓解了“峰值堵塞”的压力，又降低了为调整系统性能而增加的投资。2.2.32.2.3 避免避免“多米诺多米诺”现象现象BIGIP 将所有的服务器

13、组织在一起提供服务，流量压力合理地分担到各个服务器，不会使服务器如同单台设备工作时出现“多米诺”现象。当本地服务器群中的服务器数量不能满足系统要求时，BIGIP 会利用“动态服务器补充”功能自动调入服务器补充系统性能。并且即使当所有服务器都不能提供服务时，“Redirect”功能会把用户数据请求转发到“备份”点，满足系统的可靠性要求。2.2.42.2.4 更好的提供系统容错，提高系统可靠性更好的提供系统容错，提高系统可靠性“N+1”方式因备份服务器的数量少而不能有效的提供系统容错能力。BIGIP 将用户的服务请求均衡到所有的服务器。服务器群中的任何一台或多台设备发生故障后，用户的服务请求被均衡

14、到其它服务器。而且，当本地服务器群中的服务器数量不能满足系统要求时，BIGIP 会利用“动态服务器补充”功能自动调入服务器补充系统性能。如何有效地确定服务器、应用、内容的状态，使提高系统可靠性的关键。BIGIP 利用其独到的、高效的“健康检测”手段，识别服务器、应用、内容的状态。它们包括： 服务器逻辑连接状态检测 应用类型状态检测 扩展内容查证(ECV: Extended Content Verification)-ECV 是一种 非常复杂的服务检查，主要用于确认应用程序能否对请求返回对应的数据。 如果一个应用对该服务检查作出响应并返回对应的数据，则 BIGIP 控制器 将该服务器标识为工作良

15、好。如果服务器不能返回相应的数据，则将该服 务器标识为宕机。宕机一旦修复，BIGIP 就会自动查证应用已能对客户请 求作出正确响应并恢复向该服务器传送。该功能使 BIGIP 可以将保护延伸到后端应用如 Web 内容及数据库。BIGIP 的 ECV 功能允许您向 Web 服务器、 防火墙、缓存服务器、代理服务器和其它透明设备发送查询，然后检查返 回的响应。这将有助于确认您为客户提供的内容正是其所需要的。 扩展应用查证(EAV: Extended Application Verification)EAV 是另 一种服务检查，用于确认运行在某个服务器上的应用能否对客户请求作出 响应。为完成这种检查，

16、BIGIP 控制器使用一个被称作外部服务检查者的 客户程序，该程序为 BIGIP 提供完全客户化的服务检查功能，但它位于 BIGIP 控制器的外部。例如，该外部服务检查者可以查证一个从后台数据 库中取出数据的应用能否正常工作。EAV 是 BIGIP 提供的非常独特的功能， 它提供管理者将 BIGIP 客户化后访问各种各样应用的能力，该功能使 BIGIP 在提供标准的可用性查证之外能获得服务器、应用及内容可用性等 最重要的反馈。该功能对于提高系统可靠性至关重要，它用于从客户的角 度测试您的站点。例如，您可以模拟客户完成交易所需的所有步骤连接 到前置服务器或中间件服务器、从目录中选择项目以及验证交易使用的信 用卡。一旦 BIGIP 掌握了该“可用性”信息，即可利用负载平衡使资源达 到最高的可用性。BIGIP 已经为测试多种服务的健康情况和状态，预定义 了扩展应用验证(EAV)，如：FTP、NNTP、SMTP、POP3 和 MSSQL 等，用户还 可依