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负载均衡在网络中的应用 目录 1．引言 1 2.负载均衡技术的层次结构 2 3.常用的负载均衡技术介绍 2 3.1基于客户端的负载均衡 2 3.2 应用服务器的负载均衡技术 3 3.3基于DNS域名系统的负载均衡 3 3.4高层协议的负载均衡技术 4 3.5网络接入负载均衡技术 5 3.6传输链路负载均衡技术 6 4.负载均衡技术在实施过程中要注意的几个问题 7 ６.总结 8 摘 要: 在Internet迅猛发展的今天, 网络的可用性和容错性已成为对站点的关键要求。而负载均衡技术的出现, 极大地保证了网络核心部件的正常运转, 扩展了网络带宽, 提高了吞吐量, 加强了网络数据处理能力, 大大提高了系统容错性, 为最终用户提供优质的服务质量。本文就几种常用的负载均衡技术展开讨论、进行了技术分析, 同时分析了负载均衡技术在实施过程中要注意的几个问题。 1．引言 计算机网络的各个核心部分随着网络应用业务量及用户数的增加,访问量和数据流量的快速增长, 其处理能力和计算强度也相应增大, 使得单一设备根本无法承担, 而大量的硬件升级需要高额成本投入, 还容易造成现有资源的浪费, 于是, 负载均衡机制应运而生了。 负载均衡建立在现有网络结构之上, 它提供了一种廉价有效的方法扩展网络带宽和增加吞吐量, 加强网络数据处理能力, 提高网络的灵活性和可用性。它主要完成以下任务: 解决网络拥塞问题; 提高服务器响应速度; 提高服务器及其他资源的利用效率; 避免网络关键部位出现单点失效, 从而为用户提供更好的访问质量。 负载均衡的定义 负载均衡有两个方面的含义: 首先, 把大量的并发访问或数据流量按一定的策略分担到多台节点设备上分别处理,减少用户等待响应的时间; 其次,单个重负载的运算分担到多台节点设备上做并行处理, 每个节点设备处理结束后,结果汇总后再返回给用户,使得整个系统处理能力可以得到大幅度提高。 2.负载均衡技术的层次结构 广义上的负载均衡既可以是专门的硬件设备( 网关/路由器、防火墙、交换机、负载均衡器等), 也可以通过一些专用软件与协议来实现。对一个网络的负载均衡应用, 从网络的不同层次入手, 需要我们根据网络瓶颈所在进行具体分析。从客户端应用为起点纵向分析, 参考OSI 分层模型, 我们把负载均衡技术的实现分为客户端负载均衡技术、应用服务器负载均衡技术、DNS域名系统负载均衡技术、高层协议负载均衡技术、网络接入负载均衡技术、传输链路层负载均衡等几种方式。 负载均衡的层次结构图如下 客户端负载均衡 应用服务器负载均衡 DNS负载均衡 高协议负载均衡 网络接入负载均衡 传输链路层负载均衡 负载 均衡 的层 次结 构 3.常用的负载均衡技术介绍 3.1基于客户端的负载均衡 这种模式指的是在网络的客户端运行特定的程序,该程序通过定期或不定期的收集服务器群的运行参数:CPU占用情况、磁盘IO、内存等动态信息,再根据某种选择策略,找到可以提供服务的最佳服务器, 将本地的应用请求发向它。整个过程对于应用程序来说是完全透明的, 所有的工作都在运行时处理。 这种技术存在明显的通用性问题。因为每一个客户端都要安装这个特殊的程序; 并且, 为了保证应用层的透明运行,需要针对每一个应用程序加以修改,要对代码进行重新开发,工作量比较大,因而这种技术仅适用于特殊的应用场合。 3.2 应用服务器的负载均衡技术 如果将客户端的负载均衡层移植到某一个中间平台,形成三层结构,则客户端应用可以不需要做特殊的修改,透明的通过中间层应用服务器将请求均衡到相应的服务结点。比较常见的实现手段就是反向代理技术。通过反向代理服务器,可以将请求按一定的策略转发给多台服务器,或者可以直接将缓存的数据返回客户端,这样的加速模式在一定程度上可以提升客户端的访问速度,从而达到负载均衡的目的, 目前广泛采用的有HTTP反向代理技术。反向代理技术存在以下缺陷: （1）必须为每一种服务都专门开发一个反向代理服务器,这样就限制了反向代理负载均衡技术的应用范围,现在一般都用于对web服务器的负载均衡; （2）随着并发连接数量的增加,代理服务器本身的负载也会变得非常大,最后反向代理服务器本身会成为服务的瓶颈。 3.3基于DNS域名系统的负载均衡 最早的负载均衡技术是通过DNS轮循来实现的, DNS负载均衡技术是在DNS服务器中为同一个主机名配置多个IP地址,在应答DNS查询时,DNS服务器对每个查询将以DNS文件中主机记录的IP地址按顺序返回不同的解析结果,将客户端的访问引导到不同的机器上去,使得不同的客户端访问不同的服务器,从而达到负载均衡的目的。 DNS负载均衡存在的缺点: （1）DNS负载均衡采用的是简单的轮循负载算法,无法区分服务器的差异,不能做到为性能较好的