網絡負載均衡技術研究和應用

巴哈提亞爾 聶波 宋子龍

[摘 要] 網絡負載均衡是由多臺服務器以對稱的方式組成一個服務器集合，利用負載分擔技術，將網絡請求分配到對稱結構中的某一臺服務器，并獨立對外響應請求的一種服務器群集技術。該技術的利用可以提高服務請求響應速度及保障服務的可靠性。本文介紹了基于Windows Server 2003網絡負載均衡技術進行Web服務負載均衡的應用實現。

[關鍵詞] 負載均衡；Web；可靠性

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 03. 032

[中圖分類號] F270.7；TP393 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2014）03- 0068- 03

1 引 言

B/S架構業務系統的大量應用，對網絡及服務器性能提出了更高的要求，需要服務器具備快速處理大量并發訪問的能力。目前百口泉采油廠投用各類B/S應用系統達到50多套，投入各類服務器14臺，每天承載著較高的訪問量和復雜的業務處理。

通過對各類應用系統的應用日志分析及調查用戶使用情況了解到，各服務器的運行情況并不盡如人意，部分系統經常出現響應慢，而部分服務器利用率非常低。如何對服務器進行整合，在保證各系統正常運行的基礎上，實現硬件系統的充分利用，降低能耗，構建綠色企業，成為亟待解決的問題。

負載均衡技術可以很好地解決這一問題，目前可用的負載均衡技術有基于硬件設備和基于軟件設置管理兩種解決方法，根據現狀，我們選擇了Windows 2003自帶的負載均衡技術，通過研究和實施，有效地將多臺服務器群集為一臺，對外提供統一的Web應用服務，一方面提高了各系統的服務處理能力，另一方面降低了系統的停機率。

2 網絡負載均衡（NLB）技術研究

網絡負載均衡技術是服務器群集技術的一種，建立在網絡結構之上， 可提供有效快捷的擴展服務器帶寬，增加數據的吞吐量，加強網絡數據處理能力，提高網絡服務的靈活性和可用性。

負載均衡群集是由多臺計算機以對稱的方式組成一個服務器集合（圖1），每臺計算機都具有等價的地位，都可以單獨對外提供服務而無須其他計算機的輔助。通過某種負載分擔技術，將外部發送來的請求均勻分配到對稱結構中的某一臺計算機上，而收到請求的計算機單獨回應用戶的請求。負載均衡能夠平均分配用戶請求到服務器上，快速響應請求數據，解決了服務和服務器流量動態平衡問題。利用網絡負載均衡技術具有以下優點：

（1）網絡負載均衡能將傳入的請求傳播到32臺服務器上，即最多可以使用32臺服務器共同分擔對外的網絡請求服務，網絡負載均衡技術保證即使是在負載很重的情況下，服務器也能做出快速響應。

（2）網絡負載均衡對外只需提供一個IP地址。

（3）當網絡負載均衡中的一臺或幾臺服務器不可用時，服務不會中斷，網絡負載均衡算法自動檢測到服務器不可用時，能夠迅速在剩余的服務器中重新指派客戶機通訊。

（4）可以根據網絡訪問量的增加來動態增加網絡負載均衡服務器成員數量，提高服務能力。

3 網絡負載均衡技術應用

如上所述，為了提高Web服務器的響應速度，滿足用戶應用需求，我們在兩臺Dell R910服務器上部署應用了Windows 2003的網絡負載均衡技術。服務器配置見表1。

3.1 配置群集

（1）啟動“網絡負載平衡管理器”：登錄服務器 SRV-BKQIIS1（IP：10.72.96.51），從“管理工具”或者命令行輸入“nlbmgr”，右擊”網絡負載平衡管理器”選擇“新建群集”（圖2）。

（2）設置群集網絡參數：進入“群集參數”設置，輸入IP地址為“10.72.96.60”，在子網掩碼輸入“255.255.255.128”，在“完整Internet 名稱”后面輸入“inner.bkq.xjyt.petrochina”。

（3）添加節點：點擊“下一步”按鈕，進入“連接”界面，在“連接”設置界面中輸入當前服務器的名稱SRV-BKQIIS1，點擊“連接”按鈕，將在下面的信息框中顯示出連接的計算機的IP 地址。選擇公網IP（10.72.96.51）地址（圖4），點擊“下一步”，進入主機參數設置界面點“完成”即可。

同理，將第二臺服務器用以上步驟加入到群集中，最終效果如圖5所示。

（4）設置節點優先級及負荷分配。在NLB各節點中，可以通過設置節點的優先級對節點服務器的響應進行排序，當在集群中各成員節點硬件差異較大時，可以降低硬件配置較低的節點服務器負荷量，保證各系統的正常服務能力（見圖6）。

3.2 Web服務同步

由于本次負載均衡主要用于Web服務，因此，需針對兩臺節點器的Web服務進行同步，以保證各系統的正常服務（見圖7）。

3.3 群集應用驗證

通過以上設置，節點SRV-BKQIIS1與節點SRV-BKQIIS2不僅各有一個外部使用的靜態IP地址，同時還擁有NLB創建的群集IP（10.72.96.60）。用戶所訪問的群集IP，通過負載均衡算法，自動分配到兩個節點服務器上。

為驗證網絡負載均衡的效果，在各節點服務器Web服務根目錄各創建了DEFAULT.HTML，文件內容見表2：

當SRV-BKQIIS1（10.72.96.51）關閉時，通過瀏覽器訪問10.72.96.60，得到結果如圖8所示；而當關閉SRV-BKQIIS2（10.72.96.52）時，訪問10.72.96.60，得到結果如圖9 所示。由此可以判斷通過網絡負載均衡，有效地實現了服務故障時服務的自動轉移，保證了服務的可靠性。

4 結束語

Windows2003的網絡負載均衡器（NLB）技術的應用使多臺服務器共同承擔一些復雜及繁重的Web服務，NLB技術根據網絡負載情況將負載自動均衡到各節點服務器上，減輕對單一服務器的壓力，消除網絡瓶頸，提高了服務處理能力和并發訪問效率，使服務器部署更靈活、更可靠，降低了能耗，減輕了管理工作量。

主要參考文獻

[1]吳蔚.網絡站點的負載均衡技術探索[J].計算機時代，2004（7）.

[2]竇玉杰，梁子.網絡管理大全[M].北京：北京希望電子出版社， 2006.

[3]劉曉輝.Windows 2003組網教程（管理篇）[M].北京：清華大學出版社，2005.