基于C#自動(dòng)生成PAC腳本實(shí)現(xiàn)代理服務(wù)器的負(fù)載均衡與冗余

林楠

摘 ?要：IPv4地址資源不足，共享IP一般采用NAT、代理、反向代理等方式，在客戶(hù)端數(shù)量較多的情況下，一般要考慮負(fù)載均衡與冗余的情況。文章介紹一種通過(guò)定期輪詢(xún)動(dòng)態(tài)生成PAC腳本，從而達(dá)到數(shù)臺(tái)代理服務(wù)器的負(fù)載均衡與冗余的程序設(shè)計(jì)，具有低成本、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：CSharp;PAC腳本;代理服務(wù)器;負(fù)載均衡;冗余

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393.06 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1006-8937（2015）06-0070-02

目前，IPv4的地址資源嚴(yán)重告急，在日常工作生活中，家庭或企業(yè)一般只能通過(guò)一個(gè)或幾個(gè)互聯(lián)網(wǎng)IP地址進(jìn)行接入，其內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)如需同時(shí)訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)，一般使用路由器的NAT（Network Address Translation網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）功能或代理服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)私網(wǎng)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的訪問(wèn)。但是當(dāng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)數(shù)量過(guò)多時(shí)，NAT會(huì)極大的影響整臺(tái)路由器的性能，單代理服務(wù)器也會(huì)因負(fù)載過(guò)大而經(jīng)常宕機(jī)。此時(shí)，我們一般采用以下幾種方式來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題：

①使用防火墻的NAT功能來(lái)替代路由器的NAT功能，防火墻的NAT功能是由硬件實(shí)現(xiàn)，性能遠(yuǎn)超路由器，可以支持大數(shù)量級(jí)的NAT。

②使用多臺(tái)代理服務(wù)器實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。將用戶(hù)請(qǐng)求隨機(jī)發(fā)送到不同的代理服務(wù)器，以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。

基于成本等因素考慮，我們選擇方案2，通過(guò)部署多臺(tái)代理服務(wù)器，并在客戶(hù)端使用自動(dòng)代理PAC腳本來(lái)實(shí)現(xiàn)代理服務(wù)器的負(fù)載均衡。

1 ?PAC腳本應(yīng)用

自動(dòng)代理腳本（Proxy auto-config Script），簡(jiǎn)稱(chēng)PAC腳本。一個(gè)PAC文件就是一個(gè)Javascript腳本，可放置在服務(wù)器上，通過(guò)遠(yuǎn)程WEB訪問(wèn)，客戶(hù)端只需要在代理的使用自動(dòng)檢測(cè)腳本中輸入PAC腳本的WEB地址，就可以使用該腳本，當(dāng)代理服務(wù)器發(fā)生變化時(shí)，只需維護(hù)Web服務(wù)器上的PAC腳本，無(wú)需更改客戶(hù)端配置，方便后期維護(hù)，減輕運(yùn)維成本與負(fù)擔(dān)。

PAC腳本包含一個(gè)FindProxyForURL函數(shù)，IE通過(guò)傳入兩個(gè)參數(shù)url（訪問(wèn)地址的完整URL）與host（訪問(wèn)地址的主機(jī)名）來(lái)判斷是直接訪問(wèn)，還是通過(guò)函數(shù)返回的代理服務(wù)器地址與端口來(lái)訪問(wèn)。

PAC腳本可以通過(guò)取隨機(jī)數(shù)輕松實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，但是當(dāng)其中一臺(tái)服務(wù)器宕機(jī)時(shí)，腳本依舊有可能返回該服務(wù)器，從而導(dǎo)致客戶(hù)端訪問(wèn)異常。于是我們考慮可以編寫(xiě)一個(gè)程序，運(yùn)行在存放PAC腳本的WEB服務(wù)器，通過(guò)定時(shí)對(duì)各代理服務(wù)器進(jìn)行輪詢(xún)，根據(jù)代理服務(wù)器狀態(tài)變化，重寫(xiě)PAC腳本。

2 ?程序總體設(shè)計(jì)

程序基于C#的Winform編寫(xiě)，分為兩個(gè)模塊。

2.1 ?監(jiān)控模塊

程序設(shè)置一個(gè)timer定時(shí)器，定期對(duì)各代理服務(wù)器進(jìn)行輪詢(xún)，根據(jù)輪詢(xún)結(jié)果決定是否重寫(xiě)PAC腳本，并顯示輪詢(xún)結(jié)果，方便巡檢查看。輪詢(xún)采用TcpClinet.Connect方法來(lái)測(cè)試代理服務(wù)器是否正常工作，如圖1所示。

2.2 ?配置模塊

可對(duì)代理服務(wù)器地址、端口、輪詢(xún)間隔、PAC文件存放路徑與文件名等參數(shù)進(jìn)行配置。配置文件采用XML格式保存，如圖2所示。

3 ?技術(shù)實(shí)現(xiàn)

3.1 ?連接測(cè)試

如直接使用TcpClient.Connect連接測(cè)試端口，當(dāng)服務(wù)器不連通或端口未打開(kāi)時(shí)，需要很長(zhǎng)時(shí)間才能返回結(jié)果，捕獲So-

cketException異常。這里希望可以設(shè)定一個(gè)較短的時(shí)間獲取結(jié)果，超時(shí)則判斷連接失敗。

這里使用了ConnectorState.Completed.WaitOne（int millise-

condsTimeout，bool exitContext）函數(shù)，在millisecondsTimeout內(nèi)未響應(yīng)，則返回錯(cuò)誤，退出線程。

3.2 ?文件寫(xiě)入

FileStream對(duì)象表示在磁盤(pán)或網(wǎng)絡(luò)路徑上指向文件的流。這個(gè)類(lèi)提供了在文件中讀寫(xiě)字節(jié)的方法，經(jīng)常使用StreamRea-

der或StreamWriter執(zhí)行這些功能。FileMode.Create表示當(dāng)文件不存在時(shí)直接創(chuàng)建文件，而文件已存在時(shí)刪除該文件，然后創(chuàng)建新文件。

3.3 ?XML讀寫(xiě)

可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言，簡(jiǎn)稱(chēng)XML，輕量級(jí)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)文件，規(guī)范統(tǒng)一，易于閱讀、擴(kuò)展，可被幾乎所有的語(yǔ)言所支持。

程序使用XmlDocument來(lái)讀取XML文件。XML文件可視為由聲明（Declare），元素（Element），屬性（Attribute），文本（Text）等構(gòu)成的一個(gè)樹(shù)。第一個(gè)結(jié)點(diǎn)為根結(jié)點(diǎn)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)均可以有自己的子結(jié)點(diǎn)。可以通過(guò)一系列屬性或方法得到這個(gè)結(jié)點(diǎn)的值或其它一些屬性。

3.4 ?功能控制

當(dāng)監(jiān)控未開(kāi)始時(shí)，可以重新加載代理服務(wù)器，但不能手動(dòng)輪詢(xún)。當(dāng)開(kāi)始監(jiān)控時(shí)，可以手動(dòng)輪詢(xún)，但不可以重新加載代理服務(wù)器。

4 ?后期功能擴(kuò)展

后期可考慮對(duì)以下功能進(jìn)行擴(kuò)展，也可以根據(jù)實(shí)際需求，開(kāi)發(fā)新的功能。

4.1 ?日志與備份

將輪詢(xún)結(jié)果、文件生成、更改配置等操作記錄在日志中備查，并在生成新的PAC文件與配置前，對(duì)原文件進(jìn)行備份。

4.2 ?服 ?務(wù)

將程序安裝為服務(wù)，可在WEB服務(wù)器啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)運(yùn)行。設(shè)置為只運(yùn)行一個(gè)實(shí)例，避免不同用戶(hù)登錄重復(fù)運(yùn)行，造成資源浪費(fèi)。

4.3 ?異常提醒

運(yùn)維人員可以根據(jù)輪詢(xún)顯示結(jié)果及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障。可考慮以發(fā)送短信等方式進(jìn)行實(shí)時(shí)提醒，縮短故障發(fā)現(xiàn)周期，提高可靠性。

5 ?結(jié) ?語(yǔ)

本文提供一種思路，使用自動(dòng)代理腳本PAC實(shí)現(xiàn)代理服務(wù)器的負(fù)載均衡，再編寫(xiě)一個(gè)程序，通過(guò)定時(shí)輪詢(xún)檢測(cè)代理服務(wù)器的狀態(tài)，根據(jù)狀態(tài)變化，動(dòng)態(tài)生成PAC文件，實(shí)現(xiàn)代理服務(wù)器的冗余，低成本地解決代理服務(wù)器的負(fù)載均衡與冗余。

參考文獻(xiàn)：

[1] 董文江，胡軼，李健玲，等.PAC腳本在文獻(xiàn)代理數(shù)據(jù)庫(kù)中的應(yīng)用[J].甘肅科技，2006，（9）.