為了能夠向各類用戶提供持續(xù)、不間斷的網絡應用服務，例如提供常規(guī)Web服務、數據庫服務以及其他特殊應用服務，同時保證這些業(yè)務的安全備份和用戶重要隱私信息的安全備份，現在很多單位都采用了active/standby切換模式來部署兩臺后臺服務器系統(tǒng)，以便實現雙機軟備份的目的。

一旦其中某臺服務器系統(tǒng)在運行過程中遇到意外不能正常工作時，備份服務器系統(tǒng)將從standby模式狀態(tài)自動切換到active模式狀態(tài)，確保各類網絡應用服務的持續(xù)、不間斷運行。不過，從實際運行效果來看，這種服務器部署運行方式也存在一些缺憾：在同時部署了多臺服務器的局域網運行環(huán)境中，上述服務器部署方式總是造成一臺服務器系統(tǒng)始終處于待機運行狀態(tài)，而另外一臺服務器系統(tǒng)則是時刻工作在超負荷運行狀態(tài);這就有可能造成這樣一種局面，那就是所有用戶的訪問需求量要是超過單臺服務器系統(tǒng)的運行負荷的時候，整個服務器組都有可能會發(fā)生癱瘓狀態(tài)。遭遇這種特殊情況的時候，我們往往只有對服務器組進行及時升級、改造才能解決上面的運行難題，不過持續(xù)對服務器系統(tǒng)進行改造、升級，顯然會增加運行成本，同時還會造成服務器系統(tǒng)資源的更大浪費。

改造負載均衡

筆者所在單位大樓局域網網絡，共有1500個左右的上網節(jié)點，所有上網節(jié)點全部通過代理服務器方式來實現訪問Internet網絡的目的，受制于單臺代理服務器的系統(tǒng)運行性能以及系統(tǒng)故障等因素，局域網通過代理服務器上網方式的運行穩(wěn)定性無法得到有效保證，所以我們對代理服務器的負載均衡進行了升級、改造，確保局域網中的所有上網流量都能通過負載均衡機制，平均分配到整個服務器組的各個單臺服務器系統(tǒng)中，這樣既能保證網絡應用服務的運行穩(wěn)定性，又不會造成服務器資源的更大浪費。

為了為上網用戶提供一個目標服務或同時提供多個目標服務，我們在七層交換機上通過IP地址與TCP/UDP端口的不同組合，來為每一個目標服務設置一個不同的虛擬IP地址;正因為如此，七層交換機可以同時為若干個基于TCP/IP協(xié)議的各類業(yè)務應用提供服務器系統(tǒng)的負載均衡服務;七層交換機可以持續(xù)不停地對用戶需要訪問的服務器系統(tǒng)資源進行合理性檢查，檢查范圍限定在交換機的四層到七層范圍內，當上網用戶向目標服務器系統(tǒng)發(fā)出訪問請求信息時，BIG/IP協(xié)議會依照目標服務器之間的網絡健康狀態(tài)以及運行性能狀態(tài)，自動挑選性能狀態(tài)處于最優(yōu)效果的服務器系統(tǒng)來應答用戶的上網請求信息，這樣不但可以充分利用每一臺服務器系統(tǒng)的資源，而且也會平均分配數據流量到每一臺服務器系統(tǒng)中，避免了單臺代理服務器傳輸性能的瓶頸以及系統(tǒng)故障的影響。通過增加七層交換機，我們可以對局域網的數據流量以及訪問內容進行靈活的管理與分配，利用七層交換機自帶的12種與眾不同的數據算法，將局域網中的訪問數據流按需轉發(fā)分配給它想要訪問的服務器組，而對于上網用戶來說，我們看到的只是一臺虛擬的服務器。這個時候，上網用戶只需要記住虛擬服務器的訪問地址，而不需要同時記住整個服務器組的其他服務器地址，用戶向虛擬服務器發(fā)出的數據流會自動被七層交換機靈活地平均分配給所有的服務器系統(tǒng)。七層交換機所采用的12種與眾不同的數據算法，主要有：

優(yōu)先權算法：這種算法主要就是對所有的服務器系統(tǒng)進行分組，同時對這些分組設置合適的訪問優(yōu)先權，BIG/IP協(xié)議會把上網用戶的數據請求，優(yōu)先分配給優(yōu)先權級別最高的服務器分組，一旦優(yōu)先權級別最高的服務器分組工作狀態(tài)不正常的時候，第二優(yōu)先權級別的服務器分組會自動遞補上來，負責處理上網用戶的數據請求;如果第二優(yōu)先權級別的服務器分組也遇到了故障無法正常工作的話，那么其他服務器分組會依次進行遞補;顯然這種數據算法，為上網用戶提供了一種熱備份的功能。

比率算法：這種算法是為整個服務器組中的每一臺服務器系統(tǒng)事先設置一個加權值比例，同時依照這個加權值比例，自動將上網用戶的數據請求信息分配給每一臺服務器系統(tǒng);一旦整個服務器中的某一臺服務器系統(tǒng)在第二層到第七層范圍內遇到故障無法正常工作的時候，BIG/IP協(xié)議會自動將這臺故障服務器系統(tǒng)從整個服務器組中臨時剔除出來，確保它不會參加下一次上網用戶請求的分配任務，直到它的故障被成功排除為止。

輪詢算法：這種算法是比較常用的一種算法，它主要是將上網用戶的數據請求按照順序進行循環(huán)，依次發(fā)送給整個服務器組中的每一臺服務器系統(tǒng)進行處理;如果整個服務器組中有某臺服務器系統(tǒng)在第二層到第七層范圍內遇到故障無法正常工作的時候，BIG/IP協(xié)議會自動將這臺故障服務器系統(tǒng)從循環(huán)隊列中臨時剔除出來，確保它不會參與輪詢算法，直到它的故障被成功排除為止。

除了上面幾種主要的數據算法外，七層交換機的算法還包括服務類型算法、服務質量算法、觀察模式算法、最快模式算法、最少的連接方式算法、預測模式算法、動態(tài)服務器補充算法、規(guī)則模式算法、動態(tài)性能分配算法等等。

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升級改造目的

通過上述升級、改造方案，我們可以輕而易舉地對整個服務器組實現流量均衡分配，這樣解決了單臺服務器性能瓶頸的缺點，提升了整個局域網服務器系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性和運行可靠性;上述升級改造方案可以幫助我們非常輕松地同步服務器提供的數據內容，并且方便我們對其中的數據內容進行監(jiān)控，保證上網用戶能從局域網服務器中訪問得到準確、可靠的信息;通過對服務器系統(tǒng)的負載均衡改造，我們能夠對運行在服務器系統(tǒng)中的各個網絡應用程序進行運行狀態(tài)的實時監(jiān)控，并且對那些存在故障的應用系統(tǒng)進行自動屏蔽;此外，這種負載均衡升級改造方案，還為網絡管理員在線調試、維護服務器系統(tǒng)帶來了便利。

最后的總結

筆者所在單位大樓局域網網絡的Internet出口，經過負載均衡升級改造之后，成功地提升了局域網客戶端系統(tǒng)訪問Internet網絡的運行安全性和穩(wěn)定性，確保了局域網用戶在上網沖浪時的高速、可靠、穩(wěn)定地訪問，有效避免了由局域網中重要網絡設備引起的單點故障;此外，上述升級改造方案提出了通過負載均衡技術解決單點網絡出口傳輸性能瓶頸的方案，為單位局域網的信息化建設提供了有力的保障。

小提示：

針對網絡上負載過重的不同瓶頸所在，從網絡的不同層次入手，我們可以采用相應的負載均衡技術來解決現有問題。隨著帶寬增加，數據流量不斷增大，網絡核心部分的數據接口將面臨瓶頸問題，原有的單一線路將很難滿足需求，而且線路的升級又過于昂貴甚至難以實現，這時就可以考慮采用鏈路聚合 (Trunking)技術。鏈路聚合技術(第二層負載均衡)將多條物理鏈路當作一條單一的聚合邏輯鏈路使用，網絡數據流量由聚合邏輯鏈路中所有物理鏈路共同承擔，由此在邏輯上增大了鏈路的容量，使其能滿足帶寬增加的需求。

現代負載均衡技術通常操作于網絡的第四層或第七層。第四層負載均衡將一個Internet上合法注冊的IP地址映射為多個內部服務器的IP地址，對每次TCP連接請求動態(tài)使用其中一個內部IP地址，達到負載均衡的目的。在第四層交換機中，此種均衡技術得到廣泛的應用，一個目標地址是服務器群 VIP(虛擬IP，Virtual IP address)連接請求的數據包流經交換機，交換機根據源端和目的IP地址、TCP或UDP端口號和一定的負載均衡策略，在服務器IP和VIP間進行映射，選取服務器群中最好的服務器來處理連接請求。第七層負載均衡控制應用層服務的內容，提供了一種對訪問流量的高層控制方式，適合對HTTP服務器群的應用。第七層負載均衡技術通過檢查流經的HTTP報頭，根據報頭內的信息來執(zhí)行負載均衡任務。

第七層負載均衡優(yōu)點表現在如下幾個方面：通過對HTTP報頭的檢查，可以檢測出HTTP400、500和600系列的錯誤信息，因而能透明地將連接請求重新定向到另一臺服務器，避免應用層故障。可根據流經的數據類型(如判斷數據包是圖像文件、壓縮文件或多媒體文件格式等)，把數據流量引向相應內容的服務器來處理，增加系統(tǒng)性能。能根據連接請求的類型，如是普通文本、圖象等靜態(tài)文檔請求，還是asp、cgi等的動態(tài)文檔請求，把相應的請求引向相應的服務器來處理，提高系統(tǒng)的性能及安全性。第七層負載均衡受到其所支持的協(xié)議限制(一般只有HTTP)，這樣就限制了它應用的廣泛性，并且檢查HTTP報頭會占用大量的系統(tǒng)資源，勢必會影響到系統(tǒng)的性能，在大量連接請求的情況下，負載均衡設備自身容易成為網絡整體性能的瓶頸。