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网络负载平衡概念

03-02   来源:

网络负载平衡概念

    Windows 网络载量平衡服务增强了 Web 服务器、FTP 服务器和其他关键任务服务器之类的 Internet 服务器程序的可用性和可伸缩性。运行 Windows的单个计算机可提供有限的服务器可靠性和可伸缩性能。但是，通过将两个或多个运行 Windows Server 的计算机的资源组合为单个群集，网络载量平衡可以提供 Web 服务器和其他关键任务服务器所需的性能和可靠性。下图描述了一个拥有四个主机的群集：

 每个主机运行所需服务器程序（如 Web、FTP、Telnet 和电子邮件服务器）的独立副本。对于某些服务，如使用 Web 服务器的服务，群集中的所有主机上都运行程序的一个副本，并且在这些服务之间进行网络载量平衡。对于其他服务，例如电子邮件，只有服务的一个副本处理群集中的工作负载。除了为这些服务提供载量平衡外，网络载量平衡允许网络通信流向一台主机，只有当发生故障时才把通信转移到另一主机。

网络载量平衡将一些运行服务器程序的计算机会合在一起，而这些服务器程序必须使用 TCP/IP 网络协议。网络载量平衡允许群集中的所有计算机通过一组相同的群集地址来寻址（同时保持其现有的使用唯一的专用 IP 地址寻址的特性）。网络载量平衡以在主机之间平衡 TCP/IP 通信量的形式来分发接收的客户请求。

为了调整服务器的性能，网络载量平衡可以在通过群集中所有主机接收的 TCP/IP 通信中进行加载平衡。在这种情况下，所有的载量平衡主机都运行服务器程序的一个副本，并在主机间分配负载。每台主机处理的负载比重可在必要时配置。也可动态地向群集中添加主机来处理增加的负载。另外，网络载量平衡可以将所有通信发到指定的单个主机上，这个主机称为默认主机。

网络载量平衡管理 TCP/IP 通信以维持对服务器程序的高可用性。当某个主机故障或脱机时，网络载量平衡自动重新配置群集以便将客户请求发给其余的计算机。对于载量平衡程序，负载在继续运行的计算机之间自动重新分配。单个服务器中的程序将其通信重定向到特定的主机。与故障或脱机的服务器之间的连接丢失。一旦完成必要的维护工作，脱机的计算机就可透明地重新加入到群集中，并重新得到它分担的工作负荷。

网络载量平衡配置概述

网络载量平衡按如下方式控制从 Internet 客户端到群集中所选主机间的 TCP 和 UDP 通信的分配：在配置完网络载量平衡后，传入的群集 IP 地址客户请求被群集中的所有主机接收。网络载量平衡在传入指定 TCP 和 UDP 端口的数据报到达 TCP/IP 协议软件之前对其进行筛选。网络载量平衡只管理 TCP/IP 中的 TCP 和 UDP 协议，并在每个端口的基础上控制其操作。

网络载量平衡除了指定端口的 TCP 和 UDP 通信外不控制接收的其他任何 IP 通信。它不筛选 ICMP、IGMP、ARP（除下面介绍的以外）或其他 IP 协议。所有这类通信信息都原封不动地传递到群集中的所有主机上的 TCP/IP 协议软件。由于 TCP/IP 的健壮性及其处理重复数据报的能力，其他协议在群集环境中都能正常工作。但是，当群集 IP 地址被使用时，应该可以从某个点到点的 TCP/IP 程序（如 ping）得到完全相同的响应。这些程序可为每个主机使用专用 IP 地址来避免这一操作。

会合

为了协调这些操作，网络载量平衡主机在群集内周期性地交换多播或广播消息 （详细信息，请参阅什么是 IP 多播？）。这允许它们监视群集的状态。当群集状态改变时（例如主机失败，离开或加入群集），网络载量平衡调用一个叫做会合的过程，在此过程中主机交换消息来确定群集新的一致状态，并选出拥有最高主机优先级的主机作为默认主机。当所有群集主机对群集的新状态达成一致后，它们将在 Windows 2000 事件日志中记录会合的完成情况。

在会合过程中，主机继续正常处理接收的网络通信，但故障主机的通信不能接收服务。正在工作的主机的客户请求不受影响。在会合完成时，对于故障主机的通信被重新分发到其余的主机。载量平衡通信在其余的主机中重新分配，以便使针对特定 TCP 或 UDP 端口的新载量平衡尽可能达到最大。如果某个主机添加到群集中，因为它拥有最高的优先级，会合允许该主机接管端口的处理，并接收它承担的载量平衡通信。群集的扩展不影响正在进行的群集操作，并对 Internet 客户端和服务器端程序透明。然而，由于客户端可能会被重新映射到连接之间的不同群集主机上，因此在选定客户关系后，它可能会影响跨越多个 TCP 连接的客户端会话。

网络载量平衡假设群集中的主机只要参与群集主机间的正常报文交换，该主机便可正常工作。如果其他主机在报文交换的某些时段内不能从某个成员接收到响应，它们将初始化会合来重新分配原先由故障的主机处理的负载。您可以控制启动会合操作所需的报文交换周期和丢失报文的数目。默认值分别为 1,000 毫秒（1 秒）和 5 个丢失报文交换时段。由于这些参数不经常修改，所以它们在“网络载量平衡属性”对话框中是不可配置的。若有必要可在注册表中手工调整。