Windows Server 2008 R2 負載均衡入門篇
一、簡單介紹負載均衡
負載均衡也稱負載共享，它是指負載均衡是指通過對系統(tǒng)負載情況進行動態(tài)調(diào)整，把負荷分攤到多個操作節(jié)點上執(zhí)行，以減少系統(tǒng)中因各個節(jié)點負載不均衡所造成的影響，從而提高系統(tǒng)的工作效率。在常用的大型服務(wù)器系統(tǒng)當(dāng)中都存在著負載均衡組件，常用的像微軟的網(wǎng)絡(luò)負載平衡NLB、甲骨文的Oracle RAC、思科的負載均衡(SLB)，Apach+Tomcat 負載均衡，它們能從硬件或軟件不同方面實現(xiàn)系統(tǒng)各節(jié)點的負載平衡，有效地提高大型服務(wù)器系統(tǒng)的運行效率，從而提升系統(tǒng)的吞吐量。本篇文章以微軟的網(wǎng)絡(luò)負載平衡NAT為例子，簡單介紹Windows Server 2008 R2 負載平衡的安裝與使用方式。在Windows Server 2008 R2當(dāng)中，存在著 “網(wǎng)絡(luò)負載平衡” 功能 (簡稱 NLB, Network Load Balancing)，它以TCP/IP 為基礎(chǔ)的服務(wù)，可以將一個已注冊的IP地址映射到多個內(nèi)部域的IP地址當(dāng)中，讓多臺主機為同時對網(wǎng)絡(luò)請求作出反應(yīng)。使用NLB網(wǎng)絡(luò)負載均衡最多可以連接到32臺主機上，讓32臺主機共同分擔(dān)大量的服務(wù)壓力。在Windows Server 2008 R2 中還具備 “故障轉(zhuǎn)移群集” 功能，它是利用負載共享的方式，把多臺服務(wù)器的共用信息進行持久化儲存，當(dāng)其中某臺服務(wù)器出現(xiàn)問題時，請求會自動分攤到其他服務(wù)器當(dāng)中。使用 “故障轉(zhuǎn)移群集” 功能，更能保證 “網(wǎng)絡(luò)負載平衡集群”的正常運行，有利于統(tǒng)籌管理分布式系統(tǒng)中的各種資源，利用共享信息及其服務(wù)機制擴大系統(tǒng)的處理能力。“故障轉(zhuǎn)移群集” 功能將在下一篇文章再作詳細介紹。
二、NLB 主要功能
- 支持群集功能，一個群集最多支持32臺服務(wù)器。
- 支持網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）功能，能把請求自動轉(zhuǎn)發(fā)到 NLB 群集上對各臺服務(wù)器。
- 實現(xiàn)管道化式管理，允許向 NLB 群集同時發(fā)送多個請求。
- 支持多地址多端口管理，每臺服務(wù)器可以綁定多個虛擬 IP，每個虛擬 IP 可建立多個開放式端口。
- 支持故障快速恢復(fù)功能，當(dāng)服務(wù)器出現(xiàn)故障重啟后將自動恢復(fù)群集聯(lián)機。
- 支持單播、多播、IGMP多播多種群集操作模式。
- 支持事件日志管理，可以快速查閱群集事件記錄。
三、NLB 使用方式
3.1. 打開 “服務(wù)管理器”，添加 “網(wǎng)絡(luò)負載平衡” 功能。
3.2. 安裝完成后，打開“網(wǎng)絡(luò)負載平衡管理器”
3.3.新建群集，連接到作為群集服務(wù)器當(dāng)中的一臺主機
3.4.為此主機綁定優(yōu)先級數(shù)，和專用的IP地址，一臺主機可以綁定多個IP地址
3.5.建立群集IP地址以進行負載平衡，若存在多個IP地址系統(tǒng)將會以***個IP作為此群集的IP對信息進行檢測。
3.6.設(shè)定群集參數(shù)，此處可設(shè)定群集完整的Internet名稱，確定其操作模式。此處需要稍作解釋：
3.6.1 單播模式指把各主機節(jié)點重時指向同一個虛擬MAC地址，在此情況下各節(jié)點之間不能實現(xiàn)通訊。
3.6.2 多播模式指各主機節(jié)點都保留原有的MAC地址，此外再外加專用于NLB的通訊MAC地址，使各節(jié)點之間能正常實現(xiàn)通訊。但并非所有的路由器或交換機都支持多播模式，使用時需要謹慎處理。
3.6.3 IGMP多播模式建立在多播模式功能之上，在默認情況下每隔60秒發(fā)送一次IGMP信息。它可以確保發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)負載平衡群集的通訊只通過服務(wù)于群集主機的端口，而不是所有交換機端口。
注意: 由于并非所有路由器或交換機都支持多播模式，所以在不確定的情況下***使用雙網(wǎng)卡單播模式，并且預(yù)先設(shè)置好ARP，否則可能造成跨網(wǎng)段無法訪問群集ip的錯誤。
3.7 綁定群集開放的端口，此處可為主機設(shè)置一定范圍內(nèi)的開放端口。置于TCP、UDP協(xié)議就不多作解釋，一般設(shè)置只使用TCP協(xié)議使數(shù)據(jù)傳輸更具備可靠性和安全性。此處對篩先模式稍作解釋：
3.7.1 多主機該參數(shù)指定了群集中多個主機處理與端口規(guī)則相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)通訊。通過在多個主機之間分布網(wǎng)絡(luò)負載，該篩選模式提供了可縮放性能以及容錯?？梢灾付ㄔ谥鳈C之間均衡分布負載，或每個主機處理指定的負荷量。在多主機相似性選項中，存在3種選擇：
- “無”選項：指定來自同一客戶端 IP 地址的多條連接可由不同的主機（無客戶端的相似性）進行處理。***次請求可能指向主機A，第二次請求可能指向主機B，為了實現(xiàn)在多臺主機之間共享session，系統(tǒng)應(yīng)該預(yù)先把session作出持久化處理。若使用ASP.NET進行開發(fā)時，可通過命令： aspnet_regsql.exe -S 〈SQL Server IP> -U 〈User Name> -P 〈Password> -E -ssadd -sstype c -d〈Database Name> 建立用于Session持久化保存的數(shù)據(jù)庫
- “單一”選項：指定網(wǎng)絡(luò)負載平衡應(yīng)該將來自同一客戶端 IP 地址的多個請求導(dǎo)向同一臺群集主機。這是相似性的默認設(shè)置。
- “網(wǎng)絡(luò)”選項：指相似性指定網(wǎng)絡(luò)負載平衡將來自同一個 TCP/IP C 類地址范圍的多個請求定向到同一臺群集主機。比如在客戶端使用了多臺代理服務(wù)器對群集進行訪問時，請求看起來像源自不同的計算機。啟用“網(wǎng)絡(luò)”相似性選項，可以正確處理同一客戶端多個代理服務(wù)器的session會話數(shù)據(jù)。
3.7.2 單一主機
該參數(shù)指定群集中的單個主機根據(jù)指定的處理優(yōu)先級來處理相關(guān)端口規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)通訊。該篩選模式為處理網(wǎng)絡(luò)通訊提供了端口專用的容錯性能。
3.7.3 禁用該端口范圍該參數(shù)指定阻止相關(guān)端口規(guī)則的所有網(wǎng)絡(luò)通訊。在這種情況下，網(wǎng)絡(luò)負載平衡驅(qū)動程序?qū)⒑Y選所有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包或數(shù)據(jù)報。該篩選模式可讓您阻止傳送到特定范圍的端口的網(wǎng)絡(luò)通訊。
3.8 在完成群集配置后，在群集上按右鍵，選擇 “添加主機到群集”，重復(fù) 3.3 、3.4安裝步驟，可連接多臺群集主機。
四、網(wǎng)絡(luò)負載平衡群集系統(tǒng)測試
建立一個ASP.NET項目，加入以下 Default.aspx 頁面，然后建立一個群集，綁定IP為192.168.1.110，在編輯 “端口規(guī)則” 時，選擇 “多主機無相關(guān)性” 篩選模式。***分別在群集加入Virtual-PC-A1、Virtual-PC-A2兩臺主機。使用第三方客戶端進行訪問時，多次點擊 NewPage 連接時，可檢測到系統(tǒng)會把請求連接到不同的主機之上。
- <html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
- <head runat="server">
- <title></title>
- <script type="text/C#" runat="server">
- protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
- {
- String hostName = System.Net.Dns.GetHostName();
- Response.Write(hostName+"<br/>");
- IPAddress[] addressList = System.Net.Dns.GetHostAddresses(hostName);
- foreach(IPAddress address in addressList)
- Response.Write(address.ToString()+"<br/>");
- }
- </script>
- </head>
- <body>
- <form id="form1" runat="server" >
- <p align="left">
- <a href="http://192.168.1.110/Default.aspx" target="_blank">New Page</a>
- </p>
- </form>
- </body>
- </html>
測試結(jié)果
五、NLB 安裝注意事項
5.1.如果需要使用“域”服務(wù)，一般在安裝 “網(wǎng)絡(luò)負載平衡” 管理器前，先添加“Active Directory 域服務(wù)” 角色，并進行林、域配置。
若服務(wù)器需要使用IIS或者ASP.NET，那么在安裝 NLB 前建議先添加Web服務(wù)器（IIS）服務(wù)器角色和 .NET Framework 3.5 功能
5.2.要建立 “網(wǎng)絡(luò)負載平衡群集” ，需要先在 “高級共享設(shè)置” 中打開 “啟用網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)” 功能。
若無法打開 “啟用網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)” 功能，可先在服務(wù)管理器中打開以下3項服務(wù)：
- Function Discovery Resource Publication
- SSDP Discovery
- UPnP Device Host
5.3. 若使用VMware、Hyper-V等虛擬化工具，在網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)信息共享時無法查找到其他虛擬主機，可嘗試檢查虛擬機設(shè)置時“網(wǎng)絡(luò)適配器”是否使用同一種“網(wǎng)絡(luò)連接方式”，并且已打開“網(wǎng)絡(luò)共享服務(wù)”功能。
5.4.在“網(wǎng)絡(luò)負載平衡管理器”中建立群集，群集連接主機時顯示“RPC連接服務(wù)器不可用”等錯誤信息，可嘗試檢查主機有否打開“Remote Procedure Call（RPC）”和“Remote Procedure Call（RPC）Locator” 服務(wù)，并查檢“Remote Procedure Call（RPC）的屬性——依存關(guān)系——依賴服務(wù)” 的“狀態(tài)”是否已經(jīng)全部設(shè)置為 “已經(jīng)啟動” 或 “啟動類型” 設(shè)置為 “自動”。
5.5. 若使用虛擬化工具克隆主機，在群集連接主機時顯示 “指定主機沒有可用于安裝新的群集的任何接口”，這可能是在克隆主機時多臺主機使用同一個MAC造成的，此時可以嘗試卸載網(wǎng)絡(luò)適配器的驅(qū)動程序，然后再進行驅(qū)動軟件更新。
5.6.若在群集連接主機時顯示出現(xiàn)錯誤提示 “在主機 ‘MyPC上的NLB管理器’ 不能繼續(xù)，因為沒有安裝Microsoft群集服務(wù)” 。可以檢查服務(wù)器上是否已經(jīng)成功安裝 “網(wǎng)絡(luò)負載平衡” 服務(wù)，然后打開 “本地連接-屬性”，選擇“網(wǎng)絡(luò)負載平衡（NLB）”。
結(jié)束語
為滿足大型企業(yè)內(nèi)部需求,實現(xiàn)企業(yè)服務(wù)器的高性能、高可用度、高可靠度,各大軟、硬件提供商都構(gòu)建起一系列的解決方案，而微軟的網(wǎng)絡(luò)負載平衡（NLB）只是其中一種。但鑒于本人知識度有限，且并非網(wǎng)絡(luò)服務(wù)管理類專家，所以本文只牽涉到NLB入門安裝方面的知識。
