【文章內(nèi)容簡介】 器的配置和處理能力不同，最慢的WWW服務(wù)器將成為系統(tǒng)的瓶頸，處理能力強(qiáng)的服務(wù)器不能充分發(fā)揮作用；另外未考慮容錯(cuò)，如果后臺的某一臺WWW服務(wù)器出現(xiàn)故障，DNS服務(wù)器仍會把DNS請求分配到這臺故障服務(wù)器上，導(dǎo)致對客戶端的不能響應(yīng)。而這最后一個(gè)缺點(diǎn)是致命的，有可能造成相當(dāng)一部分客戶不能訪問WWW服務(wù)，并且由于DNS緩存的原因，造成的惡劣后果要持續(xù)相當(dāng)長一段時(shí)間（一般DNS刷新周期約24小時(shí)）。此外，還有一些基于群集（Cluster）技術(shù)的軟件解決方案來保證WWW服務(wù)的高可用性。它的通用做法是通過在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上安裝操作系統(tǒng)廠商的群集軟件或第三方的群集軟件（絕大多數(shù)支持WWW服務(wù)的群集），例如Microsoft Cluster Server、Turbo Linux、Cluster Server等，來做到應(yīng)用級的互為備份或負(fù)載平衡。互為備份（Active/Standby）方式下，其中一臺服務(wù)器缺省處于活動狀態(tài)（Active/Primary），而另一臺處于睡眠狀態(tài)（Standby/Backup），當(dāng)主服務(wù)器系統(tǒng)死機(jī)或應(yīng)用不能正常服務(wù)時(shí)，備份服務(wù)器會自動變成活動狀態(tài)，從而接管原主服務(wù)器的任務(wù)，保證應(yīng)用能夠繼續(xù)服務(wù)。負(fù)載平衡方式下，可以有多臺服務(wù)器，每一個(gè)服務(wù)器都承擔(dān)一定的應(yīng)用。它們之間即可以互為備份，也可以有專門一臺備份服務(wù)器，它在群集正常時(shí)不承擔(dān)任何任務(wù)，但是當(dāng)群集中的某一臺服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)，它會自動激活，從而接管故障服務(wù)器的任務(wù)。但是，它也存在以下缺點(diǎn)：安裝、配置復(fù)雜，難于維護(hù)和管理；群集軟件與服務(wù)器的硬件平臺和操作系統(tǒng)密切相關(guān)，不能做到設(shè)備無關(guān)性和無縫升級；實(shí)現(xiàn)負(fù)載平衡的算法簡單，一般是根據(jù)輪詢（Round Robin），有些WWW群集軟件可支持設(shè)定權(quán)重（Weighting）算法，但權(quán)重（weighting）是人為設(shè)定，并不能客觀反映每一臺服務(wù)器的HTTP請求響應(yīng)能力以及當(dāng)前負(fù)載情況；與硬件實(shí)現(xiàn)方案（Layer4的負(fù)載平衡交換設(shè)備）比較起來，性能較低，另外支持的Web Site的規(guī)模較小（WWW服務(wù)器最多可以到16臺）；不能實(shí)現(xiàn)HTTPS等特殊應(yīng)用的負(fù)載平衡（這是因?yàn)樵贖TTPS應(yīng)用中，客戶端和服務(wù)器端要進(jìn)行身份驗(yàn)證、交換證書和密鑰，所以客戶端和服務(wù)器端應(yīng)一一對應(yīng)，同一客戶的請求應(yīng)由同一臺服務(wù)器來處理）。當(dāng)然更為重要的一點(diǎn)是，作為數(shù)據(jù)中心的托管用戶，他們往往不希望數(shù)據(jù)中心服務(wù)提供商在他們的服務(wù)器上安裝任何軟件！正因?yàn)樯鲜龅慕鉀Q方案存在這樣或那樣的問題，因此，隨著Internet技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了基于應(yīng)用、甚至基于內(nèi)容的負(fù)載平衡設(shè)備，即我們通常所說的第四層、第七層智能負(fù)載平衡設(shè)備。它們通過硬件技術(shù)或?qū)Ｓ玫腁SIC芯片來實(shí)現(xiàn)WWW等應(yīng)用服務(wù)器的負(fù)載均衡和高可用性解決方案。通過這種技術(shù)可以提高WWW服務(wù)器的整體處理能力，并提高整個(gè)服務(wù)器系統(tǒng)的可靠性、可用性、可維護(hù)性、可擴(kuò)展性，保證WWW服務(wù)質(zhì)量的QOS，提供基于URL、基于內(nèi)容的交換（當(dāng)采用第七層負(fù)載平衡設(shè)備時(shí)），最終用一組低處理能力、低實(shí)現(xiàn)成本的主機(jī)提供大規(guī)模、高性能、可擴(kuò)展的WWW服務(wù)。以下是關(guān)于采用第四層負(fù)載平衡設(shè)備實(shí)現(xiàn)WWW服務(wù)的負(fù)載平衡的一般介紹：在第四層負(fù)載平衡設(shè)備上設(shè)置WWW服務(wù)的虛擬IP地址（Virtual IP Address），這個(gè)虛擬IP地址是DNS服務(wù)器中解析到的WWW服務(wù)器的IP地址，對客戶端是可見的。當(dāng)客戶訪問此WWW應(yīng)用時(shí)，客戶端的HTTP請求會先被第四層負(fù)載平衡設(shè)備接收到，它會基于第四層交換技術(shù)實(shí)時(shí)檢測后臺WWW服務(wù)器的負(fù)載，根據(jù)設(shè)定的算法進(jìn)行快速交換，交給當(dāng)前最可用、負(fù)載最輕的服務(wù)器來處理。常見的算法有以下幾種：輪詢（Round Robin）、權(quán)重（Weighting）、最少連接（Least connection）、隨機(jī)（Random）、響應(yīng)時(shí)間（Response Time）等。通過這種技術(shù)可將大量的、并發(fā)性的用戶請求分配到多個(gè)服務(wù)器來處理，從而降低單個(gè)服務(wù)器的負(fù)載，避免服務(wù)器的死機(jī)或響應(yīng)延遲過大！另外，這種負(fù)載平衡設(shè)備還可以幾乎實(shí)時(shí)地檢測到后臺服務(wù)器的硬件、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)甚至應(yīng)用級別的狀態(tài)，從而避免客戶的請求被失效的服務(wù)器處理。 應(yīng)用負(fù)載均衡第七層應(yīng)用負(fù)載平衡設(shè)備是近一、兩年才出現(xiàn)的最新技術(shù)，它主要用于實(shí)現(xiàn)WWW應(yīng)用的負(fù)載平衡和服務(wù)質(zhì)量保證。它與第四層負(fù)載平衡設(shè)備比較起來：第七層負(fù)載平衡設(shè)備不僅能檢查TCP/IP數(shù)據(jù)包的TCP、UDP端口號（Transportation Layer），從而轉(zhuǎn)發(fā)給后臺的某一個(gè)服務(wù)器來處理，而且它能從會話層（Session Layer）以上來分析HTTP請求的URL，根據(jù)URL的不同將不同的HTTP請求交給不同的服務(wù)器來處理（可以具體到某一類文件，甚至某一個(gè)文件），甚至同一個(gè)URL請求可以讓多個(gè)服務(wù)器來響應(yīng)以分擔(dān)負(fù)載（當(dāng)客戶訪問某一個(gè)URL，發(fā)起HTTP請求時(shí)，它實(shí)際上要與服務(wù)器建立多個(gè)會話連接，得到多個(gè)對象－Object，例如。txt/。gif/。jpg文檔，當(dāng)這些對象都下載到本地后，才組成一個(gè)完整的頁面）。 跨地域負(fù)載均衡前面講述的都是關(guān)于如何在本地局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)WWW等應(yīng)用服務(wù)器的負(fù)載平衡，那么如何實(shí)現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)器的廣域網(wǎng)上的負(fù)載平衡，從而保證應(yīng)用的冗災(zāi)備份，以及如何有效的根據(jù)客戶的地域分布、廣域網(wǎng)絡(luò)的連通狀態(tài)或延遲時(shí)間來將客戶定向到他們最適合訪問的站點(diǎn)呢？這些都涉及到廣域網(wǎng)的負(fù)載平衡技術(shù)（Global Server Load Balance），常見的廣域網(wǎng)負(fù)載平衡產(chǎn)品都是基于DNS重定向原理來實(shí)現(xiàn)的，即當(dāng)客戶訪問某一個(gè)網(wǎng)站時(shí)，例如。mysite。時(shí)，客戶的關(guān)于這個(gè)網(wǎng)站的DNS域名解析請求會被這個(gè)廣域網(wǎng)的負(fù)載平衡設(shè)備來處理，而這個(gè)廣域網(wǎng)的負(fù)載平衡設(shè)備會基于客戶端的IP地址范圍、客戶端與各節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)延遲、各節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)及負(fù)載等參數(shù)，然后根據(jù)一定的算法來判斷那個(gè)節(jié)點(diǎn)最適合用戶訪問，從而將這個(gè)節(jié)點(diǎn)的IP地址或VIP地址返回給客戶。常見的廣域網(wǎng)負(fù)載平衡算法有：輪詢（Round－Robin）、加權(quán)輪詢（Weighted Round－Robin）、隨機(jī)（Random）、最少連接數(shù)（Least Connection）、最低CPU利用率（Lowest CPU Utilization）、HTTP重定向（HTTP Redirection）等。 Cookie和SSL會話的連接鎖定為了使得一個(gè)電子商務(wù)的事務(wù)成功，客戶必須被鎖定到指定的服務(wù)器上直到事務(wù)完成。保持到一個(gè)服務(wù)器持續(xù)的連接，稱為“鎖定”，這是任何創(chuàng)造利潤的電子商務(wù)WEB站點(diǎn)的關(guān)鍵。 Web交換機(jī)可以讀到分布在多個(gè)包中的Cookie并有能力識別一個(gè)Cookie。Cookie可以由Web交換機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生或在服務(wù)器上產(chǎn)生。一旦Cookie被設(shè)定，用戶的瀏覽器就被透明地刷新。可以產(chǎn)生Cookie對電子商務(wù)站點(diǎn)基于Cookie使流量具有優(yōu)先級是有益的。如果進(jìn)入一個(gè)請求并且提供了一個(gè)Cookie，用戶的優(yōu)先級字段就會決定那個(gè)服務(wù)器群接受請求。如果沒有提供Cookie，請求要么被送到認(rèn)證服務(wù)器，要么交換機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)新的Cookie。這個(gè)請求就有一個(gè)有優(yōu)先級設(shè)置的Cookie，這個(gè)優(yōu)先級會把用戶定向到合適得服務(wù)器群。 保護(hù)基于Web的商務(wù)的最常用的方法就是使用流行的SSL（Secure Socket Layer）協(xié)議。SSL是端到端的加密機(jī)制，是當(dāng)今Web商務(wù)加密的主要方法。 基于SSL會話ID維持持續(xù)性優(yōu)化了電子商務(wù)的商務(wù)完整性，保證了安全和性能的均衡。在一個(gè)安全的事務(wù)中，Web交換機(jī)維持從用戶Cookie（購物）到SSL會話ID（結(jié)帳）的轉(zhuǎn)化。這一點(diǎn)很關(guān)鍵，因?yàn)镃ookie處于為進(jìn)行SSL事務(wù)而加密的HTTP頭部，所以維持鎖定連的Web交換機(jī)不能讀到。用戶瀏覽器與服務(wù)器之間開始的SSL Hello消息含有一個(gè)空的會話ID字段（如果要建立一個(gè)新的SSL會話）或上一次客戶使用得SSL會話。但是，這并不是下面的電子事務(wù)使用的SSL會話ID。作為客戶Hello消息的響應(yīng)，服務(wù)器挑選一個(gè)新的會話ID并把自己的帶有會話ID的Hello發(fā)回到客戶端。CSS交換機(jī)在服務(wù)器的Hello中檢測到這個(gè)新的SSL會話ID并把請求路由到這一時(shí)刻最合適的服務(wù)器。后續(xù)的有這個(gè)會話ID的請求都將被轉(zhuǎn)到同一臺服務(wù)器。 為了優(yōu)化資源，當(dāng)一個(gè)會話在一個(gè)定義的時(shí)間段處于休止?fàn)顟B(tài)后，Web服務(wù)器會終止這個(gè)會話。當(dāng)幾分鐘沒有操作后，服務(wù)器會做超時(shí)處理，釋放這個(gè)會話ID。當(dāng)用戶發(fā)送一個(gè)新的請求時(shí)，服務(wù)器把它作為一個(gè)新用戶處理，會建立一個(gè)新的會話。如果用戶填了一個(gè)很長的表格，比如抵押申請或信用證明，那么所有剛填寫的信息都會丟失，必須重新來過。Web交換機(jī)解決方案為加密會話提供鎖定連接，不僅提高了效率和用戶滿意度，也顯著地減少了服務(wù)器上應(yīng)用的壓力。由于建立會話的握手會涉及交換公鑰，會產(chǎn)生計(jì)算資源的最大的消耗。通過截取會話ID并透明地重建失敗的會話，Web交換機(jī)除去了一個(gè)連接失敗后為建立新會話而做的處理復(fù)雜的談判任務(wù)。6 內(nèi)容傳送 網(wǎng)絡(luò)加速Web Cache技術(shù)是把大多數(shù)經(jīng)常被訪問的內(nèi)容存放的距客戶更近從而提高了Web的訪問速度。Web cache可以在企業(yè)的Internet接入處配置，在接入設(shè)備和ISP POP中骨干鏈路之間，或在ISP網(wǎng)絡(luò)之間的邊緣。 有許多的Web cache實(shí)現(xiàn)方法，包括代理、透明的以及反向代理cache。每一種技術(shù)的區(qū)別在于在Web服務(wù)器訪問途徑的什么地方配備和需要進(jìn)行配置的多少。 Cache能力定義為一個(gè)對象可以被的潛力。Web Cache只能cache靜態(tài)的內(nèi)容，如gif、jpg和PDF等。有一些類型的Web的內(nèi)容是不能被Cache的，比如動態(tài)的內(nèi)容，包括CGI腳本、RealAudio、ASP、加密的文件或與cookie有關(guān)的象shopping cards等。Internet專家證實(shí)，當(dāng)今40~50%的Internet內(nèi)容是動態(tài)的。Web Cache的效率是用最大cache命中率和最低可能的請求/響應(yīng)延時(shí)來衡量的。Cache的命中率受一系列因素的影響，包括工作負(fù)載、內(nèi)存和磁盤大小、內(nèi)容老化算法等。 透明Caching 在透明代理Caching（Transparent Caching）環(huán)境中，Cache對于瀏覽器是透明的，瀏覽器不需要配置指向Cache。用戶的請求經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備路由到Cache，比如經(jīng)過路由器上的策略過濾、遠(yuǎn)程的訪問服務(wù)器或通過使用特殊用途的Web Cache前端設(shè)備，如Web交換機(jī)。 代理Cache 在代理Cache（Proxy Caching）環(huán)境中，每個(gè)Web瀏覽器都要配置代理Cache的IP地址，所有用戶的請求都會轉(zhuǎn)發(fā)到代理。當(dāng)發(fā)起一個(gè)內(nèi)容請求時(shí)，每個(gè)請求都會轉(zhuǎn)到代理Cache的IP地址，不管是對動態(tài)或靜態(tài)內(nèi)容的請求。如果請求的內(nèi)容已經(jīng)在Cache中，那么Cache直接把內(nèi)容發(fā)給客戶；如果請求的內(nèi)容不在Cache中，請求被送到服務(wù)器獲取內(nèi)容，一旦在服務(wù)器中找到了所需內(nèi)容，Cache響應(yīng)客戶，且如果內(nèi)容是可Cache的，在Cache中復(fù)制一個(gè)copy。 代理Cache的主要的缺點(diǎn)是需要管理的，缺少集中控制，并且不能重新定向用戶繞過當(dāng)?shù)舻腃ache，而是送到“黑洞”中。 Cache集群 在一個(gè)位置配備多個(gè)Cache就是Cache集群（Cache Clustering）。Cache集群提供冗余，增加了Cache的性能合擴(kuò)展能力。Cache集群可以通過把多個(gè)Cache連接到一個(gè)路由器、第4層交換機(jī)或Web交換機(jī)上來實(shí)現(xiàn)。Cache集群提供了冗余，在單個(gè)Cache失敗時(shí)起到保護(hù)作用。特別是代理Cache，對單一的Cache失敗很敏感。如果一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中等Cache失敗，所有的配置使用它的瀏覽器都會失去與Web的連接。集群是一個(gè)相對于配置后備Cache較好的解決方案，因?yàn)楹笳咴黾恿舜鞢ache管理的復(fù)雜程度。 反向代理Cache 代理和透明的Cache是具有代表性的為優(yōu)化穿越網(wǎng)絡(luò)的所有Internet流量而配備的。反向代理Cache（Reverse Proxy Caching，RPC）則是典型的數(shù)據(jù)中心的擴(kuò)展。反向代理Cache是Web服務(wù)器的代理，而不是客戶的代理。事實(shí)上，反向代理Cache對網(wǎng)絡(luò)來說象是真正的Web服務(wù)器，DNS解析RPC的IP地址而不是實(shí)際的服務(wù)器的IP地址。 Web交換機(jī)可以為不可Cache的HTTP請求或不可Cache的TCP請求（如SSL）旁路RPC。交換機(jī)旁路RPC，把最初的IP地址信息和包含在流頭部的序列號發(fā)往服務(wù)器。服務(wù)器直接向客戶答復(fù)，或轉(zhuǎn)發(fā)到RPC的交換機(jī)。兩種方法都不涉及Cache，它可以集中資源去服務(wù)可Cache的內(nèi)容請求。 智能Cache旁路 動態(tài)內(nèi)容，如電子商務(wù)的事務(wù)、股票交易、ASP以及CGI表單，是不能Cache到Cache服務(wù)器的，只有靜態(tài)的內(nèi)容是可以Cache的?？梢訡ache的靜態(tài)的內(nèi)容的例子就是gif、jpeg和pdf文件等。 代理、透明式和反向代理Web Cache把所有客戶的請求都推向Cache服務(wù)器，這給以產(chǎn)生效益為目的想利用Web Cache強(qiáng)行把所有請求（不管內(nèi)容）推向不能完成請求的服務(wù)器的站點(diǎn)造成了很大的問題。Web交換機(jī)具有完成智能Cache旁路（Intelligent Cache Bypass）的能力，如果是動態(tài)請求可以旁路代理、透明式或反向代理Cache服務(wù)器。當(dāng)不可Cache的或動態(tài)的URL被指向Cache時(shí)，由于Cache需要判定這個(gè)請求的內(nèi)容不可Cache，再從源服務(wù)器獲取內(nèi)容，然后再轉(zhuǎn)發(fā)給客戶，會造成明顯的延時(shí)。在這種情況下，Cache基本上變成了瓶頸。Web交換機(jī)的智能Cache旁路能力除去了Cache的重新定向動態(tài)內(nèi)容請求的負(fù)擔(dān)，因此提高了性能。 動態(tài)內(nèi)容復(fù)制Web交換機(jī)可以設(shè)置某些內(nèi)容的負(fù)荷門限，當(dāng)此內(nèi)容的訪問超過門限，交換機(jī)將動態(tài)復(fù)制熱點(diǎn)內(nèi)容到備份服務(wù)器，并重定向請求到備份服務(wù)器。由于Internet的流量具有很強(qiáng)的突發(fā)性，而且具有不可預(yù)見性，對于一些大型的網(wǎng)站，經(jīng)常會由