企业多链路负载均衡

下载相关pdf文件 背景概述
WiseGrid慧敏链路负载均衡解决方案特点
多链路管理分析
WiseGrid慧敏链路负载均衡技术介绍
WiseGrid慧敏链路负载均衡工作原理
入流量(Inbound)
出流量(Outbound)
链路健康检测
链路负载均衡算法
全局负载均衡技术
背景概述

互联网(Internet)做为重要的信息交流平台已经成为现代化社会的要素之一,它帮助个人或商业团体执行日常活动,应用范畴无所不及,而且这种发展趋势越来越深入,因此网络通讯的效率和可用性变得异常重要。

随着企业开始更多地使用互联网来交付其关键业务应用,“确保稳定高效的应用交付”已成为网络接入需要保障的核心目标。与此同时,基于国内运营商在各自优势地域范围内的经营特点,越来越多的企业采用租用两条或多条不同运营商的Intenet接入链路,以避免网络单点故障和糟糕的访问体验。

那么,在多链路环境下,企业如何管理和控制这些链路,如何敏捷的做出数据选路决策,成为企业IT管理者关注的问题。WiseGrid慧敏应用交付网关提供的链路负载均衡技术,为多链路管理提供完整的解决方案。针对链路的出入流量提供智能管理,从而实现优化的互联网访问,保证关键业务的稳定运行。

WiseGrid慧敏链路负载均衡解决方案特点

WiseGrid慧敏链路负载均衡技术解决方案具有以下显著特点:

*结构合理:

整个网络结构布局合理,层次分明,对互联网接入链路提供高可靠性和智能负载均衡设计、便于管理与维护。

*可用性高:

可动态检查各条出口链路的健康状态,并将请求分配给最有效率的链路,任何一条链路发生故障时,即刻将请求分配给其他的链路,从而达到99.999%系统有效性。

*高效性:

可以智能寻找最佳的互联网出入链路,从而保证客户得到最佳的访问速度。

*可扩展性高:

可以支持动态增加或删除链路负载均衡群组中任一链路,并且支持任何数量的链路,而不需要对客户端或后台做任何改变从而使得系统扩展轻松方便。

*可管理性高:

可以实时监控每个链路的流量状态,并分析发展趋势帮助客户及时根据流量增长增加出口带宽。

*保护投资:

北京信诺瑞得公司WiseGrid慧敏应用交付网关,提供服务器负载均衡(SLB)、链路负载均衡(LLB)和全局负载均衡(GSLB)的集成。这种高集成度的设计为客户提供最广泛的功能集,使其具有灵活而强大的应用面和扩展性,从而充分保护用户的投资。

多链路管理分析

在采用多链路网络接入的环境下,客户通常基于以下两个方面来考虑多链路的管理:

1、链路的冗余和备份;

2、实现最佳的链路访问途径;

单一链路会导致单点故障和访问迟缓,网络中断可能带来无法预计的损失,因此Internet接入的稳定性对于用户来说至关重要,那么链路冗余是必然之选。而推动多链路解决方案的并不仅仅是基于链路可靠性的考虑,国内互联网接入服务商的互连互通问题是另外一个更为重要的原因。 由于国内最大的几个主流运营商的历史成因,它们基本上是基于地域范围进行运营,因而造成地域访问的路由隔阂。例如,中国电信IDC机房的某应用服务器,对于南方电信用户而言,应用访问体验可能非常完美,但对于北方网通或其它运营商的用户,访问体验可能会变得非常差。那么采用单一接入链路,无论是采用电信(或则网通),势必会遇到访问其它运营商信息资源的低效问题。

但是,在采用多链路接入Internet后,如何确保实现最佳的访问体验,实时、敏捷的链路选路成为新的问题。因为传统的路由解决方案无法充分利用多链路所具有的优势,如何引导对外的访问流量选择最佳的链路出去,以及外部访客如何以最佳的访问体验来获取我们的信息资源,传统路由技术即使通过复杂的路由协议设计也不可能满足客户期望的要求。

除了复杂性之外,传统的多链路网络也具有一些人们尚未完全认识的不足:

*即使用最复杂的协议,例如BGP4,真正意义上的流量负载均衡还是做不到。路由协议不会知道每一个链路当前的流量负载和活动会话,此时只能称为"链路共享"。

*对外访问(Outbound),不同的链路会获得不一样的访问体验。虽然路由协议知道一些就近性和可达性,但是他们不可能结合诸如路由器的HOP数和到目的网络延时及链路的负载状况等多变的因素,做出精确的路由选择。

*对内访问(Inbound),Internet用户访问企业内网的某个应用,这个应用虽然可以方便的提供不同运营商的访问IP,但网络路由技术是无法令访问者自动基于自身网络属性来选择那个链路能获得最佳访问体验的。

由此可知,多链路管理将要面对两个业务流量方向的数据调度管理,出流量(Outbound方向)和入流量(Inbound方向)。通过链路负载均衡技术和全局负载均衡技术,将可以实现在多条链路上智能调度内网用户访问外网资源的流量,以及如何引导外网用户通过最佳的链路途径访问内网资源。

WiseGrid慧敏链路负载均衡技术介绍

WiseGrid慧敏链路负载均衡技术将解决出流量(Outbound)和入流量(Inbound)的管理控制。1、出流量(Outbound)控制:网络内部发起访问互联网的流量成为出流量,它通过智能路由控制,实现负载调度控制。2、入流量(Inbound)控制:来自与互联网访问网络内部资源的流量称之为入流量,实现入流量的智能控制是由GSLB全局负载均衡技术完成,它通过智能DNS解析来引导外部流量。

 
WiseGrid慧敏链路负载均衡工作原理

WiseGrid慧敏链路负载均衡产品采用不同的技术机制分别实现出入流量(Outbound & Inbound)的管控,下面将分别从这两方面介绍它们的工作原理。

入流量(Inbound)

入流量的管理主要采用GSLB(全局负载均衡)技术实现,实质上是通过智能的DNS解析技术将外部访问请求引导至最佳链路通道。一般多条链路接入(不同的ISP)分别对应不同的IP地址段,而WiseGrid慧敏链路负载均衡设备为内网每个对外提供服务的应用系统提供智能的DNS解析服务,它针对不同的LDNS解析请求来源地址,解析相应不同的应用服务IP,实现对Inbound流量在多条链路上的负载均衡。

假定现在外部公网一个用户发起对Web服务器www.abc.comd的访问,WiseGrid慧敏链路负载均衡设备负责处理该域名最终的A记录查询,具体访问流程如下:

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

2):LDNS首先搜索本地的高速缓存里面是否有相应的记录,如果没有就向ROOT服务器发起查询www.abc.com的地址,得到两个NS记录,它们分别对应WiseGrid慧敏链路负载均衡设备在两个ISP网段的地址(两台WiseGrid慧敏链路负载均衡设备冗余工作模式下为两个VLAN的漂移地址)。

3):LDNS将向得到的第一个IP地址发起对www.abc.com的查询。如果这第一个地址在允许的连接条件下,无法连接到或得到解析结果,则LDNS将对第二个地址发起DNS查询请求。

4):这时,请求由LDNS到达WiseGrid慧敏链路负载均衡设备。WiseGrid慧敏链路负载均衡设备首先判断服务器的健康状况,并且根据预先定义的负载均衡算法决定返回给LDNS那个IP地址。

5):LDNS得到解析结果,并将结果返回给Client端。

6):Client对得到的IP地址发起连接请求,请求最终到达WiseGrid慧敏链路负载均衡设备。

7):WiseGrid慧敏链路负载均衡设备将客户端的连接请求负载均衡到内部的服务器或将流量负载均衡到防火墙并将响应结果返回给客户端。

出流量(Outbound)

出流量主要是内部用户或服务器主动发起的对Internet公网资源的访问,当这部分数据流量到达WiseGrid慧敏链路负载均衡设备时,WiseGrid慧敏链路负载均衡设备会基于链路的健康状况,同时根据选路策略(即预设的链路负载均衡算法)决定将流量负载均衡调度到哪一条链路。链路决策完成之后将数据包做依次SNAT处理,将数据包的源地址转换成相应ISP网段的公网地址后发出;响应数据包返回到WiseGrid慧敏链路负载均衡设备时,根据SNAT对应表,再将目的地址恢复成内部发起端的IP,并发给内部的用户或服务器。

链路健康检测

WiseGrid慧敏链路负载均衡的实现基础基于链路的健康状态,它通过全路径健康检查方法检测每一条链路的健康状况,一旦发现其中一条链路故障,会立即将所有用户流量定向至其它可用链路,从而实现Internet连接的高可用性。

全路径健康检查方法是为了确保ISP链路的畅通,WiseGrid设备通过ICMP协议,检查链路对端路由器或更远端的路由器IP是否可达,从而确保整个路径的畅通。

链路负载均衡算法

WiseGrid慧敏链路负载均衡设备能够可以根据用户访问的目的IP、或各条链路的负载等情况来综合考虑链路选择策略,给出内部用户访问Internet的最佳路径,以保证用户能够得到最快和最高效的服务和响应。主要的选路算法包括:轮询、加权轮询、地理拓扑和全局高可用算法。

1、轮询算法(Round Robin)

将按照链路资源池成员的配置顺序,依次将出流量转发至相应链路上。

2、加权轮询算法(Weight Round Robin)

将按链路资源池成员的权重和顺序,等比例的将出流量转发至相应链路上。

3、地理拓扑算法(Topology)

将按照预先设置的IP地址地理分类信息,根据访问目标所在的地理位置,选择最佳链路做为路由下一跳提供服务。这种IP地址分类的原则主要依据运营商的地址划分为基础,实现运营商内部选路,避免跨运营商路由。

WiseGrid设备维护一套完整的静态IP地址表,每一条细分路由都对应相应的运营商,如下表所示,标识部分电信(CT)、网通(CNC)和教育网(Cernet)的地址划分,当出流量(Outbound)的目标IP地址属于某一个对应运营商,WiseGrid会调度这些数据转对应运营商的链路。例如,流量目标IP地址属于网通的,应选择网通链路出去。

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)

将按照链路资源池成员的配置顺序,并结合链路的健康状态进行决策。如果顺序排在第一的链路健康状态正常,那么此时所有流量均转发至此链路,直至这个链路的健康状态不正常。此时,系统将查看下一个链路的健康状态,如果正常,那么就流量转发至第二条链路,否则查看接下来的链路,依次类推。任何时间内,如果顺序排在前面的某个链路健康状态恢复正常,流量将切换回此链路上。该算法永远选择排位最前的那个健康成员,这个算法常用于链路备份解决方案。

全局负载均衡技术

在WiseGrid慧敏链路负载均衡解决方案中,全局负载均衡(GSLB)技术将实现对入流量(Inbound)的管理,其核心原理基础是基于DNS技术的智能解决方案。它能够依据特定的决策算法,帮助最终用户实现就近性访问,以获得最佳的访问体验。

WiseGrid慧敏链路负载均衡解决方案中GSLB应用场景分为2种情况:

1、GSLB全局负载均衡服务器负责本域所有DNS请求的解析(无须额外的DNS服务器)

2、GSLB全局负载均衡服务器只负责个别域名的DNS请求解析(与存在的DNS服务器集成)


场景一:GSLB全局负载均衡服务器负责本域所有DNS请求的解析在这种应用环境下,GSLB将承担所有DNS服务器的解析任务,提供完整的DNS功能,同时对需要智能解析的域名提供基于策略的智能解析功能,网络中不再需要额外的DNS服务器。此时需要用户向DNS注册机构将本域(wisegrid.com)的NS记录指向GSLB全局负载均衡服务器,GSLB服务器做为本域的权威DNS服务器,任何客户端发起对*.wisegrid.com的DNS请求最终被导向GSLB服务器来处理。接收到DNS请求,首先根据GSLB Vserver的配置,确定此请求是否需要智能解析,非智能解析的DNS请求,由标准DNS(Bind)处理。场景一环境下的DNS数据的处理流程如图所示:

 

场景二:GSLB全局负载均衡服务器只负责个别域名DNS请求的智能解析在这种应用环境下,网络中已经存在DNS服务器,是整个域的权威DNS服务器。而GSLB可能只需要承担例如www.wisegrid.com这个域名的智能解析任务,因此GSLB全局负载均衡服务器不需要提供标准DNS功能,只负责需要智能解析的域名管理,GSLB服务器需要与现有DNS服务器进行集成。此时,客户不需要向DNS注册机构发出调整申请,只要调整本域权威DNS服务器的配置即可。例如将www.wisegrid.com的DNS请求导向到GSLB服务器上来处理,非www.wisegrid.com的域名请求,本域权威DNS服务器直接进行解析。
例如,在原有DNS配置中进行调整:修改之前的DNS设置www.wisegrid.com IN A 100.1.1.100修改之后的DNS设置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数据的处理流程如图所示:

了解更多信息

关注官方微信

电话:(8610)8580 4799

传真:(8610)8580 4800

咨询热线:400 610 0319