七层分发-负载平衡器

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第一代的平衡装置周围BSD UNIX版本中实现。 一种新趋势平衡的产品通常是在设备运行的Linux分发的形式，一些企业级的设备使用Red Hat或类似的Linux版本。

图1：典型负载均衡器设置

从功能上看，负载平衡器可以平衡两个或多个服务器之间分配流量。 图1显示了一个典型的Web场配置，负载均衡设备，作为前端服务器来处理所有的Web请求。 每个筒仓承载不同的应用程序集，而一个给定的筒仓主机相同的应用程序中的所有服务器。

从配置的角度来看，该设备配置了两个独立的IP范围。 一个用来处理传入流量，另一方面，被称为虚拟服务器，用于连接到其控制下的节点。 因此，形成了一个请求的客户端和响应服务器之间的代理服务。 它也担当的要求智能化，根据配置的规则，用最少的工作量在特定的时间选择一个接收节点。

规则定义请求应如何处理，如何处理特殊条件，如节点的优先级，会话管理等与收件人的Web服务器负载均衡设备，然后一个单独的TCP连接，并重定向请​​求，而它跟踪的请求处理。

在技​​术意义上说，一个负载平衡器平衡底层的TCP连接，而不是实际的Web请求。 这是一种误解，认为一个负载平衡器检查受控服务器上的资源利用率​​（如CPU，内存等）。 在现实中，它只是简单地检查一个服务器的网络响应时间，这是一个服务器的整体资源利用率​​的结果。 ，因为它作为改善服务器场中的可扩展性的催化剂，它保持在其控制下的每个节点上的数据，如每个主机的请求，每个主机的故障趋势，在历史上，响应时间的处理的请求的数目，等等

在早期的日子里，周围实现简单的循环技术，并帮助分发负载，负载平衡解决方案，但并没有提供容错功能，因为它们缺乏必要的情报。 在今天的先进的数据中心，负载均衡器是用来有效地分配流量，Web服务器，数据库，队列管理器，DNS服务器，电子邮件和SMTP流量，几乎所有的应用程序使用IP流量。 均衡DNS服务器，有助于分散，分散在各地，这是非常有用的灾难恢复实现服务器的DNS查询。

使用负载均衡器来实现容错

在服务器场中，服务器经常遇到由于资源不可预见的故障或定期维护的停机时间。 这些资源故障可以在硬件级别上或仅仅在软件应用程序级别。 在关键业务基础设施，这种情况下应该是透明的，从来没有影响到用户。 正如前面讨论的，由于平衡装置维护独立的TCP连接的控制节点，可以进一步使用，以实现容错。

设置的“心脏跳动”，称为监视，维护，每个节点的平衡器。 这可能是一个简单的的ICMP平，或FTP / HTTP连接来检索数据。 作出适当的反应节点后，负载平衡器会变得知道该节点是活的，标志着它作为一个积极的参与者有资格获得平衡过程。 如果服务器或应用程序资源出现故障时，平衡器的“心脏跳动”从节点等待一段时间，在不遵守，它标志着这个节点作为一个非参与者，并删除它从筒仓。

一旦标记，因此，负载平衡器将流量发送到该节点。 但是，它仍然保持投票，如果该节点是重新联机，并发现，标志着节点的积极参与者，并开始发送的流量。 如果一个请求时，被转移到一个节点发生故障的情况下，现代负载均衡器能够检测过，并采取纠正措施（可配置）。

此功能可进一步探讨的运营团队维护的目的。 服务实例的节点上 - 例如，一个单独的的Web实例运行在一个单独的IP地址，一个虚拟的页面上，可以配置。 显示器可以被配置为周期性地访问该页面。 如果该服务器是脱机进行维护目的，操作人员可以停止伪站点，从而导致在服务器中被标记为一个非参与者。

然后，它可以被关闭或具有其他管理工作。 虚设站点服务一旦维护完成后，可以再次开始，使服务器放回筒仓。 此功能可以进一步扩展配置很多这样的显示器在应用程序级时，可报告通过网络监控产品在仪表板上，操作管理视图。

7层负载均衡

负载均衡器工作在OSI模型的第2层（链路聚合），或第4层（基于IP）的早期版本。 自平衡设备的请求流过，它是有道理的，读入在第7层的要求，带来了额外的灵活性，平衡技术。 添加这样的灵活性，提供了更高的可扩展性，更好的可管理性和高可用性。

7层负载平衡主要经营以下三种技术：

1. URL解析
2. HTTP头拦截
3. Cookie的拦截

通常情况下，第7层的规则结构看起来有点像一个如下所示。 不过，确切的语法不同，每个供应商和设备型号。 可以看出在本例中，首先解析请求被访问的虚拟目录的基础上，然后通过一个特定的Cookie字段的内容，以及最终发送到一个默认的池，如果前两个条件不匹配的情况下。

  {
如果（http_qstring，“/”）=“mydir的”
 SENDTO server_pool1
其他{
如果cookie（“mycookie”）包含“logon_cookie的”
 SENDTO server_pool2
其他{
 SENDTO server_pool3
 } 

由于请求被截获和解释在第7层，添加智能的可能性成倍的增长。 规则可以被配置为分发流量的基础上的HTTP报头中的字段，源IP地址或自定义的Cookie字段，仅举几例。 智能交通分布有无限的可能性。

例如，如果传入的请求是从智能手机，它可以被发送到服务器的移动应用。 如果请求的是一个URL，承载了一个简单的基于HTML的网站，它可以被路由到服务器场经济。 如果登录cookie是不存在的请求时，它可以发送到登录服务器，避免加载其他繁忙的服务器。

第7层的规则带来的可编程性，平衡技术，可以进一步探索的技术操作人员的利益。 当转出一个新的版本计划在现有的数据库服务器农场，一组新的服务器可以配置为一个单独的池来执行迁移模拟测试，一次测试都通过了，可以联机。

在转出经验，问题，只是开关池回原来的设置，可以实现回滚将停机时间降至最低。 另一个例子是，许多关键任务的Web的农场需要保持稳定的原因，传统的服务器操作系统，而新的应用需求的最新和最伟大的平台。 在这种情况下，单独的服务器池可以配置新的应用程序，可以通过检查Web请求的URL在第7层的流量分布。

在第7层负载平衡，也有助于提高投资回报率（ROI）的IT基础设施。 考虑一个门户网站，迎合了用户大量的，内容丰富的网页，JavaScript和图像。 因为脚本和图像不经常改变，这些都可以被视为静态的内容，和一组独立的服务器上托管的。 其结果是，Web服务器上运行重要的业务逻辑使用更少的资源，这意味着，我们可以容纳更多的用户，每台服务器，或每服务器承载更多的应用程序，从而减少主机的实际成本。 这也证明了在一个给定的数据中心基础设施的足迹，精心配置的7层负载均衡器可以实现更高的应用性能吞吐量。

在一个负载平衡器家电的附加功能

除了强大的流量分布特点，最现代工业级负载均衡器也都必须采取额外的任务管理节点，或其他基础设施组件的功能。 SSL谈判就是这样的一个功能，它可以处理SSL握手 - 重卷，否则将采取收费的Web服务器上的性能。 另一大特点是，有助于应用程序坚持到特定的服务器，以保持它的有状态会话Cookie持久性。

许多新的负载平衡器趋势提供了管理的功能，如流量监控和TCP缓冲的安全功能，如内容过滤，入侵检测防火墙，也由于负载的性能为基础的功能，例如HTTP缓存，HTTP压缩等平衡装置是一种在服务器场中的前端组件，它配备高速网络端口，如千兆以太网和光纤连接。

打开源负载平衡解决方案

多个供应商提供工业级的企业负载均衡解决方案，例如，思科，Citrix NetScaler可F5网络（BIGIP），狼点等，这些器件具有丰富的功能，提供灵活的规则的可编程性，并具有较高的吞吐率性能 - 但他们做出来的价格标签和支持成本。

对于那些有兴趣在FOSS，有多个分布在Linux平台上，提供全功能的设备级产品从简单的负载均衡功能。 让我们来看看三个这样的“头号通缉犯”的解决方案。

LVS（Linux虚拟服务器）是一个著名的解决方案，已被证明是工业级的软件，可以用来建立高度可扩展性和高可用性Linux集群服务器，以满足高容量的Web请求。 它配备了丰富的文档 ，这有助于建立一个负载平衡的农场，分步实施。

超猴是另一个有趣的解决方案，它提供了故障转移（failover）功能，除了基本的负载均衡：如果一个负载均衡设备出现故障时，其他的都可以提供设备级的容错。 它支持多种Linux发行版，例如Fedora，Debian等等

另一个强大的，但少为人知的实施是为Linux ，这是一个基于TCP的负载均衡的流量分布提供了一个非常简单的表单的十字路口 。 该产品是美，它的源代码，可以很容易地修改，以满足只有一个任务，如DNS或网络平衡，没有任何花里胡哨的 - 从而实现了非常高的性能，单用途。

配置第7层负载平衡器规则是一门艺术，需要深刻理解网络协议和服务器操作的。 负载平衡器的功能也可以用来作为一种辅助的操作和维护任务。