广域网负载均衡原理简单介绍.doc

广域网负载均衡多链路广域网负载均衡（1） Inbound多链路负载均衡算法策略：RTT+Topology+RoundRobin具体描述：当外部用户访问九州梦网网站时，首先由F5的3DNS对客户端的LDNS进行RTT（Round Trip Time）探测，对比从两条链路返回的探测结果（可以从统计列表中看到），选择一条返回值小的链路IP地址返回给客户端，从而客户端再发起访问请求；当F5的3DNS探测不到客户端的LDNS（由于LDNS安全防护等原因）时，F5的3DNS自动启用Topology算法，来静态匹配客户端的LDNS地理位置，从而根据客户端的来源，返回正确的A记录；当探测不到的LDNS又不在地址列表中时，F5 3DNS自动启用Global Availability 算法作为默认算法，将所有无法计算结果并且不在Topology范围之内的LocalDNS请求，定义到系统的默认线路上。F5 的3DNS具备二十多种Inbound算法，可以根据需要进行组合。 RTT算法运行机制：通过3DNS的RTT就近性算法会自动运算生成一个ldns就近分布表，通过这个动态的表，每个客户上来都会提供一个最快速的链路进行访问，由于站点有ISP1和ISP2的两条广域网线路。在3DNS上会针对站点服务器(以为例)解析ISP1和ISP2的两个不同的公网地址。对应于域名，在3DNS上配置wideip：，对应两个Virtual Server：VS1：77，VS2：00。分别属于ISP1和ISP2两条线路分配的IP地址段。在3DNS内部，同时定义两个DataCenter分别与ISP1和ISP2相对应。用户的访问流程如下：访问的用户在发起DNS请求时（1） 首先向其所在运营商的Local DNS发起域名的DNS请求。步骤2（2） 运营商的Local DNS服务器通过递归算法查找到工行的主、辅DNS服务器。步骤3和4。（3） 接受到请求的3DNS首先查询在本地是否有该LocalDNS的就近性表项，如果存在，则直接给LocalDNS返回速度最快的服务器地址。如果不存在，则通知另外一台3DNS发起对该LocalDNS的查询。步骤5。（4） 两台3DNS分别对LocalDNS进行Probe。例如ISP1侧3DNS查询该LocalDNS的RTT时间为150ms，而ISP2侧3DNS查询同一LocalDNS的RTT时间为300ms，则此时在两台3DNS内都形成了该LocalDNS的对应就近性表记录。（5） 接受到LocalDNS请求得3DNS根据系统的就近性表返回相应的DataCenter内的WEB服务器地址。步骤6。（6） 在用户LocalDNS获得地址后，将该地址返回给用户。步骤7（7） 用户向网站发起访问。步骤8。通过以上流程可以看出，通过动态计算方式，可以最为准确的估算出用户LocalDNS与两条线路之间的速度。通过3DNS之间的信息交互，在两台3DNS上形成就近性表，并根据该表返回用户的最佳访问地址。3DNS可以选择多种测试方法判断对local DNS的RTT时间, 包括: l DNS_Dot: 向local DNS发起一个包含”.”的测试, 也就是向目标LocalDNS请求root清单，该解析一般默认配置的DNS服务器均提供支持。l DNS_REV: 向local DNS发起LocalDNS本机IP的PTR请求l UDP:发起一个UDP的包, 看是否回应l TCP:发起一个TCP的包看是否回应l ICMP:发起一个ICMP 的ping 包, 看是否回应在以上各检测方式中，无论目标系统返回那种类型的数据包，3DNS均可认为是有效数据包而记录数据包往返时间，最终形成就近性表。针对一个local DNS 的RTT结果:ldns address 29 cur_target_state 419446729 ttl 2419199 probe_protocol tcp path datacenter CNC cur_rtt 189850 cur_hops 0 cur_completion_rate 10000 cur_last_hops 0 path datacenter TEL cur_rtt 57209 cur_hops 0 cur_completion_rate 10000 cur_last_hops 0 通常情况下，我们选择RTT动态算法作为优选算法，只要是3DNS能检测到的地址，一律按照动态算法分配，保证系统最大的灵活性。在实际的运行环境中，可能存在某些LocalDNS无法检测的情况，所以我们可以采用地理分布算法作为动态RTT算法的有效补充。 地理分布算法在3DNS上，可以根据用户的LocalDNS地址来决定给用户返回那个地址。在3DNS上可配置多个自定义区域，并将这些区域与链路相对应。当用户的LocalDNS发起请求连接3DNS的时候，3DNS将根据LocalDNS所位于的区域返回给LocalDNS适当的链路侧服务器地址，引导用户从正确的线路进行访问。在该算法下，需要收集各运营商的IP地址网段表。将网段进行整理后输入到3DNS内形成自定义区域表。一个典型的topology表结构如下：topology / 4 Items/ server ldns score dc.CNC /16 100 dc.TEL /16 100 dc.CNC /16 100这样，就将所有从表中ldns网段内的LocalDNS请求有限定一到相应的表中对应的链路上。通常，我们采用地理分布算法作为第二算法。当动态检测机制无法检到LocalDNS就进性的时候，将启动静态算法，将在地址范围列表之内的用户定义到正确的线路上去。如果用户的LocalDNS即不可被动态RTT计算所检测，又不在本机对应的地理分布表中。此时就需要采用全球可用性算法引导用户到默认的线路上。 全球可用性算法全球可用性算法主要用于灾难备份系统。通过3DNS的健康检查算法，可判断各站点或线路的健康状态。并在配置的时候，将同一域名所对应的IP地址进行排序，在系统正常的时候，仅会有排名第一的服务器对外提供服务。只有在排名第一的服务器无法对外提供服务的时候，由排名第二的服务器接管服务。如果有多线路或者多站点则依次类推。通常，我们采用全球可用性算法作为第三选择算法。在动态计算和地理分布均没有命中的时候，将所有的用户定义到默认的线路上。 （2） 链路健康检查机制两台3DNS分别检查本地端的服务器地址和对端线路的服务器地址。这些服务器地址实际上为BIGIP上配置的内部服务器的对外服务地址（如下示意图）。当一条线路出现故障的时候，两台3DNS服务器均无法检测到对端线路的地址。所以在每台3DNS服务器上均只解析本侧线路对应的服务器地址（如下示意图）。但在此时故障线路的3DNS服务器无法接受请求，根据DNS的冗余机制，所有的用户请求均会发送到正常线路侧的3DNS，所以此时所有的用户均将通过正常的线路进行访问。（3） 系统切换时间在采用DNS实现链路切换时，系统的切换时间主要取决于每个域名的TTL时间设置。在3DNS系统里，每个域名如均可设置对应的TTL生存时间。在用户的LocalDNS得到域名解析纪录后，将在本地在TTL设定时间内将该域名解析对应纪录进行Cache，在Cache期间所有到该LocalDNS上进行域名解析的用户均将获得该纪录。在TTL时间timeout之后，如果有用户到LocalDNS上请求解析，则此LocalDNS将重新发起一次请求到3DNS上获得相应纪录。因此，当单条线路出现故障时，3DNS将在系统定义的检查间隔（该时间可自行定义）内检查到线路的故障，并只解析正常的线路侧地址。但此时在LocalDNS上可能还有未过时的Cache纪录。在TTL时间timeout之后，该Loc