企業多鏈路負載均衡

下載相關pdf文件 背景概述
WiseGrid慧敏鏈路負載均衡解決方案特點
多鏈路管理分析
WiseGrid慧敏鏈路負載均衡技術介紹
WiseGrid慧敏鏈路負載均衡工作原理
入流量(Inbound)
出流量(Outbound)
鏈路健康檢測
鏈路負載均衡算法
全局負載均衡技術
背景概述

互聯網(Internet)做為重要的信息交流平臺已經成為現代化社會的要素之一,它幫助個人或商業團體執行日?;顒?,應用范疇無所不及,而且這種發展趨勢越來越深入,因此網絡通訊的效率和可用性變得異常重要。

隨著企業開始更多地使用互聯網來交付其關鍵業務應用,“確保穩定高效的應用交付”已成為網絡接入需要保障的核心目標。與此同時,基于國內運營商在各自優勢地域范圍內的經營特點,越來越多的企業采用租用兩條或多條不同運營商的Intenet接入鏈路,以避免網絡單點故障和糟糕的訪問體驗。

那么,在多鏈路環境下,企業如何管理和控制這些鏈路,如何敏捷的做出數據選路決策,成為企業IT管理者關注的問題。WiseGrid慧敏應用交付網關提供的鏈路負載均衡技術,為多鏈路管理提供完整的解決方案。針對鏈路的出入流量提供智能管理,從而實現優化的互聯網訪問,保證關鍵業務的穩定運行。

WiseGrid慧敏鏈路負載均衡解決方案特點

WiseGrid慧敏鏈路負載均衡技術解決方案具有以下顯著特點:

*結構合理:

整個網絡結構布局合理,層次分明,對互聯網接入鏈路提供高可靠性和智能負載均衡設計、便于管理與維護。

*可用性高:

可動態檢查各條出口鏈路的健康狀態,并將請求分配給最有效率的鏈路,任何一條鏈路發生故障時,即刻將請求分配給其他的鏈路,從而達到99.999%系統有效性。

*高效性:

可以智能尋找最佳的互聯網出入鏈路,從而保證客戶得到最佳的訪問速度。

*可擴展性高:

可以支持動態增加或刪除鏈路負載均衡群組中任一鏈路,并且支持任何數量的鏈路,而不需要對客戶端或后臺做任何改變從而使得系統擴展輕松方便。

*可管理性高:

可以實時監控每個鏈路的流量狀態,并分析發展趨勢幫助客戶及時根據流量增長增加出口帶寬。

*保護投資:

北京信諾瑞得公司WiseGrid慧敏應用交付網關,提供服務器負載均衡(SLB)、鏈路負載均衡(LLB)和全局負載均衡(GSLB)的集成。這種高集成度的設計為客戶提供最廣泛的功能集,使其具有靈活而強大的應用面和擴展性,從而充分保護用戶的投資。

多鏈路管理分析

在采用多鏈路網絡接入的環境下,客戶通?;谝韵聝蓚€方面來考慮多鏈路的管理:

1、鏈路的冗余和備份;

2、實現最佳的鏈路訪問途徑;

單一鏈路會導致單點故障和訪問遲緩,網絡中斷可能帶來無法預計的損失,因此Internet接入的穩定性對于用戶來說至關重要,那么鏈路冗余是必然之選。而推動多鏈路解決方案的并不僅僅是基于鏈路可靠性的考慮,國內互聯網接入服務商的互連互通問題是另外一個更為重要的原因。 由于國內最大的幾個主流運營商的歷史成因,它們基本上是基于地域范圍進行運營,因而造成地域訪問的路由隔閡。例如,中國電信IDC機房的某應用服務器,對于南方電信用戶而言,應用訪問體驗可能非常完美,但對于北方網通或其它運營商的用戶,訪問體驗可能會變得非常差。那么采用單一接入鏈路,無論是采用電信(或則網通),勢必會遇到訪問其它運營商信息資源的低效問題。

但是,在采用多鏈路接入Internet后,如何確保實現最佳的訪問體驗,實時、敏捷的鏈路選路成為新的問題。因為傳統的路由解決方案無法充分利用多鏈路所具有的優勢,如何引導對外的訪問流量選擇最佳的鏈路出去,以及外部訪客如何以最佳的訪問體驗來獲取我們的信息資源,傳統路由技術即使通過復雜的路由協議設計也不可能滿足客戶期望的要求。

除了復雜性之外,傳統的多鏈路網絡也具有一些人們尚未完全認識的不足:

*即使用最復雜的協議,例如BGP4,真正意義上的流量負載均衡還是做不到。路由協議不會知道每一個鏈路當前的流量負載和活動會話,此時只能稱為"鏈路共享"。

*對外訪問(Outbound),不同的鏈路會獲得不一樣的訪問體驗。雖然路由協議知道一些就近性和可達性,但是他們不可能結合諸如路由器的HOP數和到目的網絡延時及鏈路的負載狀況等多變的因素,做出精確的路由選擇。

*對內訪問(Inbound),Internet用戶訪問企業內網的某個應用,這個應用雖然可以方便的提供不同運營商的訪問IP,但網絡路由技術是無法令訪問者自動基于自身網絡屬性來選擇那個鏈路能獲得最佳訪問體驗的。

由此可知,多鏈路管理將要面對兩個業務流量方向的數據調度管理,出流量(Outbound方向)和入流量(Inbound方向)。通過鏈路負載均衡技術和全局負載均衡技術,將可以實現在多條鏈路上智能調度內網用戶訪問外網資源的流量,以及如何引導外網用戶通過最佳的鏈路途徑訪問內網資源。

WiseGrid慧敏鏈路負載均衡技術介紹

WiseGrid慧敏鏈路負載均衡技術將解決出流量(Outbound)和入流量(Inbound)的管理控制。1、出流量(Outbound)控制:網絡內部發起訪問互聯網的流量成為出流量,它通過智能路由控制,實現負載調度控制。2、入流量(Inbound)控制:來自與互聯網訪問網絡內部資源的流量稱之為入流量,實現入流量的智能控制是由GSLB全局負載均衡技術完成,它通過智能DNS解析來引導外部流量。

 
WiseGrid慧敏鏈路負載均衡工作原理

WiseGrid慧敏鏈路負載均衡產品采用不同的技術機制分別實現出入流量(Outbound & Inbound)的管控,下面將分別從這兩方面介紹它們的工作原理。

入流量(Inbound)

入流量的管理主要采用GSLB(全局負載均衡)技術實現,實質上是通過智能的DNS解析技術將外部訪問請求引導至最佳鏈路通道。一般多條鏈路接入(不同的ISP)分別對應不同的IP地址段,而WiseGrid慧敏鏈路負載均衡設備為內網每個對外提供服務的應用系統提供智能的DNS解析服務,它針對不同的LDNS解析請求來源地址,解析相應不同的應用服務IP,實現對Inbound流量在多條鏈路上的負載均衡。

假定現在外部公網一個用戶發起對Web服務器www.abc.comd的訪問,WiseGrid慧敏鏈路負載均衡設備負責處理該域名最終的A記錄查詢,具體訪問流程如下:

1):Client向其本地DNS(LDNS)發出域名解析請求,請求解析域名www.abc.com的IP地址。

2):LDNS首先搜索本地的高速緩存里面是否有相應的記錄,如果沒有就向ROOT服務器發起查詢www.abc.com的地址,得到兩個NS記錄,它們分別對應WiseGrid慧敏鏈路負載均衡設備在兩個ISP網段的地址(兩臺WiseGrid慧敏鏈路負載均衡設備冗余工作模式下為兩個VLAN的漂移地址)。

3):LDNS將向得到的第一個IP地址發起對www.abc.com的查詢。如果這第一個地址在允許的連接條件下,無法連接到或得到解析結果,則LDNS將對第二個地址發起DNS查詢請求。

4):這時,請求由LDNS到達WiseGrid慧敏鏈路負載均衡設備。WiseGrid慧敏鏈路負載均衡設備首先判斷服務器的健康狀況,并且根據預先定義的負載均衡算法決定返回給LDNS那個IP地址。

5):LDNS得到解析結果,并將結果返回給Client端。

6):Client對得到的IP地址發起連接請求,請求最終到達WiseGrid慧敏鏈路負載均衡設備。

7):WiseGrid慧敏鏈路負載均衡設備將客戶端的連接請求負載均衡到內部的服務器或將流量負載均衡到防火墻并將響應結果返回給客戶端。

出流量(Outbound)

出流量主要是內部用戶或服務器主動發起的對Internet公網資源的訪問,當這部分數據流量到達WiseGrid慧敏鏈路負載均衡設備時,WiseGrid慧敏鏈路負載均衡設備會基于鏈路的健康狀況,同時根據選路策略(即預設的鏈路負載均衡算法)決定將流量負載均衡調度到哪一條鏈路。鏈路決策完成之后將數據包做依次SNAT處理,將數據包的源地址轉換成相應ISP網段的公網地址后發出;響應數據包返回到WiseGrid慧敏鏈路負載均衡設備時,根據SNAT對應表,再將目的地址恢復成內部發起端的IP,并發給內部的用戶或服務器。

鏈路健康檢測

WiseGrid慧敏鏈路負載均衡的實現基礎基于鏈路的健康狀態,它通過全路徑健康檢查方法檢測每一條鏈路的健康狀況,一旦發現其中一條鏈路故障,會立即將所有用戶流量定向至其它可用鏈路,從而實現Internet連接的高可用性。

全路徑健康檢查方法是為了確保ISP鏈路的暢通,WiseGrid設備通過ICMP協議,檢查鏈路對端路由器或更遠端的路由器IP是否可達,從而確保整個路徑的暢通。

鏈路負載均衡算法

WiseGrid慧敏鏈路負載均衡設備能夠可以根據用戶訪問的目的IP、或各條鏈路的負載等情況來綜合考慮鏈路選擇策略,給出內部用戶訪問Internet的最佳路徑,以保證用戶能夠得到最快和最高效的服務和響應。主要的選路算法包括:輪詢、加權輪詢、地理拓撲和全局高可用算法。

1、輪詢算法(Round Robin)

將按照鏈路資源池成員的配置順序,依次將出流量轉發至相應鏈路上。

2、加權輪詢算法(Weight Round Robin)

將按鏈路資源池成員的權重和順序,等比例的將出流量轉發至相應鏈路上。

3、地理拓撲算法(Topology)

將按照預先設置的IP地址地理分類信息,根據訪問目標所在的地理位置,選擇最佳鏈路做為路由下一跳提供服務。這種IP地址分類的原則主要依據運營商的地址劃分為基礎,實現運營商內部選路,避免跨運營商路由。

WiseGrid設備維護一套完整的靜態IP地址表,每一條細分路由都對應相應的運營商,如下表所示,標識部分電信(CT)、網通(CNC)和教育網(Cernet)的地址劃分,當出流量(Outbound)的目標IP地址屬于某一個對應運營商,WiseGrid會調度這些數據轉對應運營商的鏈路。例如,流量目標IP地址屬于網通的,應選擇網通鏈路出去。

58.32.0.0 255.224.0.0 CT

58.208.0.0 255.240.0.0 CT

59.32.0.0 255.224.0.0 CT

… …

58.22.112.0 255.255.248.0 CNC

58.22.96.0 255.255.240.0 CNC

58.22.64.0 255.255.224.0 CNC

… …

58.154.0.0 255.254.0.0 Cernet

58.192.0.0 255.240.0.0 Cernet

59.64.0.0 255.240.0.0 Cernet

4、全局可用算法(Global Availability)

將按照鏈路資源池成員的配置順序,并結合鏈路的健康狀態進行決策。如果順序排在第一的鏈路健康狀態正常,那么此時所有流量均轉發至此鏈路,直至這個鏈路的健康狀態不正常。此時,系統將查看下一個鏈路的健康狀態,如果正常,那么就流量轉發至第二條鏈路,否則查看接下來的鏈路,依次類推。任何時間內,如果順序排在前面的某個鏈路健康狀態恢復正常,流量將切換回此鏈路上。該算法永遠選擇排位最前的那個健康成員,這個算法常用于鏈路備份解決方案。

全局負載均衡技術

在WiseGrid慧敏鏈路負載均衡解決方案中,全局負載均衡(GSLB)技術將實現對入流量(Inbound)的管理,其核心原理基礎是基于DNS技術的智能解決方案。它能夠依據特定的決策算法,幫助最終用戶實現就近性訪問,以獲得最佳的訪問體驗。

WiseGrid慧敏鏈路負載均衡解決方案中GSLB應用場景分為2種情況:

1、GSLB全局負載均衡服務器負責本域所有DNS請求的解析(無須額外的DNS服務器)

2、GSLB全局負載均衡服務器只負責個別域名的DNS請求解析(與存在的DNS服務器集成)


場景一:GSLB全局負載均衡服務器負責本域所有DNS請求的解析在這種應用環境下,GSLB將承擔所有DNS服務器的解析任務,提供完整的DNS功能,同時對需要智能解析的域名提供基于策略的智能解析功能,網絡中不再需要額外的DNS服務器。此時需要用戶向DNS注冊機構將本域(wisegrid.com)的NS記錄指向GSLB全局負載均衡服務器,GSLB服務器做為本域的權威DNS服務器,任何客戶端發起對*.wisegrid.com的DNS請求最終被導向GSLB服務器來處理。接收到DNS請求,首先根據GSLB Vserver的配置,確定此請求是否需要智能解析,非智能解析的DNS請求,由標準DNS(Bind)處理。場景一環境下的DNS數據的處理流程如圖所示:

 

場景二:GSLB全局負載均衡服務器只負責個別域名DNS請求的智能解析在這種應用環境下,網絡中已經存在DNS服務器,是整個域的權威DNS服務器。而GSLB可能只需要承擔例如www.wisegrid.com這個域名的智能解析任務,因此GSLB全局負載均衡服務器不需要提供標準DNS功能,只負責需要智能解析的域名管理,GSLB服務器需要與現有DNS服務器進行集成。此時,客戶不需要向DNS注冊機構發出調整申請,只要調整本域權威DNS服務器的配置即可。例如將www.wisegrid.com的DNS請求導向到GSLB服務器上來處理,非www.wisegrid.com的域名請求,本域權威DNS服務器直接進行解析。
例如,在原有DNS配置中進行調整:修改之前的DNS設置www.wisegrid.com IN A 100.1.1.100修改之后的DNS設置gslb.wisegrid.com IN NS ns1.gslb.wisegrid.comns1.gslb.wisegrid.com IN A 100.1.1.1www.wisegrid.com IN CNAME www.gslb.wisegrid.comDNS數據的處理流程如圖所示:

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