多链路负载均衡实现原理
F5 Networks Inc.
Owen Yu
2004-12-1
目录
一、F5多链路负载均衡产品 (3)
二、BIGIP/Linkcontroller/BIGIP Combo LC区别 (4)
三、多链路负载均衡实现原理 (8)
3.1 Outbound流量负载均衡实现原理 (9)
3.2 Inbound流量负载均衡实现原理 (10)
四、F5技术特色 (12)
一、F5多链路负载均衡产品
F5公司的应用交换机BIGIP（1000、2400、5100），链路控制器Linkcontroller （1000、2400），以及BIGIP（1000、2400、5100）Combo LC Module（就是BIGIP应用交换机上加载Linkcontroller软件功能模块），这三类产品可以实现单向或双向多链路负载均衡的功能，匹配不同的客户需求，应该根据具体情况确定适用的产品。需要指出的是，这三类产品都运行目前的PTF4.5.10或4.6.X软件版本。
在F5新的V9产品体系架构中，目前不支持双向多链路负载均衡功能。
F5多链路负载均衡产品体系架构：
二、BIGIP/Linkcontroller/BIGIP Combo LC区别
F5公司提供三种多链路负载均衡解决方案的产品：
●BIGIP
●Linkcontroller
●BIGIP Combo LC Module
采用F5公司的BIGIP ，可以实现由内向外的单向多链路负载均衡；Linkcontroller 或者BIGIP Combo LC module都可以实现双向的链路负载均衡，其中后者能够实现最为复杂的链路负载均衡需求，并包含BIGIP的所有功能，例如：SSL Proxy，iRules，IP Filter等等。
?BIGIP 特色：
提供Outbound流量的多链路负载均衡（单向）
对于Inbound流量，能够保证从哪条链路进来，从哪条链路返回
支持自动检测和屏蔽故障多出口链路
支持多种静态和动态算法智能均衡多个ISP链路的Outbound流量
支持多链路动态冗余，流量比率和智能切换
支持Layer2－7交换和流量管理控制功能
灵活的iRules，可以保证客户对链路选择的复杂要求
完全支持各种应用服务器负载均衡，防火墙负载均衡
多层安全增强防护，抵挡黑客攻击
免费附送100TPS的SSL加速功能
业界领先的双机冗余切换机制
对于用户完全透明
对所有应用无缝支持
业界优异的硬件平台和性能
稳定，安全的设备运行记录
适用环境：
多条不对等的链路，例如：在普教的校校通网络中，存在一条中国电信链路和一条教育网链路，对于Inbound流量来说，Internet用户只能从中国电信链路进来，校校通用户（教育网用户由于DNS导向）从教育网进来最优，这个时候，Inbound流量负载均衡失去存在的意义，没有配置的必要了。然而对于普教的教育城域网用户，两条链路都能访问Internet，因此需要Outbound流量负载均衡，考虑到访问教育网资源还是走教育网最优，需要配置iRules来做链路选择。综上所述，在此类环境下，选择BIGIP做Outbound单向链路负载均衡是最佳选择。
?Linkcontroller 的特色：
提供Outbound流量的多链路负载均衡
提供Inbound流量的多链路负载均衡（双向）
支持自动检测和屏蔽故障多出口链路
支持多种静态和动态算法智能均衡多个ISP链路的流量
支持特有的链路负载均衡算法（Completion Rate，Global Availability，hops，kilobytes/second，leastconnections，Packet Rate，Quality of
Service，Random，Ratio，RoundRobin，Round Trip Time，Static
Persist，VS Capacity）
支持多链路动态冗余，流量比率和智能切换
支持基于每条链路限制流量大小
支持多种DNS解析和规划方式，适合各种用户网络环境
支持服务器负载均衡，防火墙负载均衡
业界领先的双机冗余切换机制
对于用户完全透明
对所有应用无缝支持
业界优异的硬件平台和性能
稳定，安全的设备运行记录
适用环境：
多条对等的链路，能出能进。适用于需要双向多链路负载均衡（不需复杂的链路选择－iRules），不需或需要简单BIGIP功能的用户环境。
对于既做链路负载均衡，防火墙负载均衡以及服务器负载均衡的用户环境而言，链路负载均衡产品一般选择Linkcontroller，校园网用户例外。
?BIGIP Combo LC Module的特色：
提供Outbound流量的多链路负载均衡
提供Inbound流量的多链路负载均衡（双向）
支持自动检测和屏蔽故障多出口链路
支持多种静态和动态算法智能均衡多个ISP链路的流量
支持特有的链路负载均衡算法（Completion Rate，Global Availability，hops，kilobytes/second，leastconnections，Packet Rate，Quality of
Service，Random，Ratio，RoundRobin，Round Trip Time，Static
Persist，VS Capacity）
支持多链路动态冗余，流量比率和智能切换
支持基于每条链路限制流量大小
支持多种DNS解析和规划方式，适合各种用户网络环境
支持Layer2－7交换和流量管理控制功能
灵活的iRules，可以保证客户对链路选择的复杂要求
完全支持各种应用服务器负载均衡，防火墙负载均衡
多层安全增强防护，抵挡黑客攻击
免费附送100TPS的SSL加速功能
业界领先的双机冗余切换机制
对于用户完全透明
对所有应用无缝支持
业界优异的硬件平台和性能
稳定，安全的设备运行记录
适用环境：
多条对等的链路，能出能进。适用于需要双向多链路负载均衡，又需要复杂的链路选择（iRules），或者需要全部BIGIP功能（包含SSL Proxy，iRules，IP
Filter等）的用户环境。
三、多链路负载均衡实现原理
下图是一个典型的F5多出口链路负载均衡解决方案的应用案例。
图中F5 多链路负载均衡设备通过ISP1和ISP2接入Internet。每个ISP都分配给该网络一个IP地址网段，假设ISP1分配的地址段为100.1.1.0/24，ISP2分配的地址段为200.1.1.0/24（此处的200.1.1.0/24表示网络IP地址段为：200.1.1.0，子网掩码为24位，即255.255.255.0）。同样，Internet知道通过ISP1访问100.1.1.0/24，通过ISP2访问200.1.1.0/24。网络中的主机和服务器都属于私有网段192.168.1.0/24。
多链路负载均衡设备解决方案就是在内部交换机和连接ISP的路由器之间，跨接一台多链路负载均衡设备应用交换机，所有的地址翻译和Internet链路优化
全部由多链路负载均衡设备来完成。如果网络中有防火墙，可以选择由防火墙来做地址翻译。
3.1 Outbound流量负载均衡实现原理
F5 多链路负载均衡设备主要采用以下几种技术来处理Outbound流出流量。
Default Gateway Pool
在Default Gateway Pool中，定义相应的ISP对端路由器地址，作为负载均衡的对象，并且可以捆绑健康检查，负载均衡算法以及会话保持等属性。
Default Gateway Pool中的Nodes定义为多个F5多链路负载均衡设备的缺省路由。
IRules
对于复杂的链路选择需求，可以使用F5独有的irules来定义。
Wildcart Virtual Server
Wildcart Virtual Server－0.0.0.0:0/internal，Wildcart Virtual Server是指0.0.0.0这个特殊的虚拟服务器，一般用于捆绑Default Gateway Pool。
SNAT/SNAT Automap
对于Outbound流量的地址翻译，F5多链路负载均衡设备使用了称为SNAT 的方法。当选定一个路由器（某一个ISP）传送Outbound流量时，多链路负载均衡设备将选择该ISP提供的地址。在上图中，如果多链路负载均衡设备选择ISP1作为Outbound流量的路径，则它将把内部的主机地址192.168.1.A翻译为100.1.1.A，并作为Outbound数据包的源地址。同样，如果多链路负载均衡
设备选择ISP2作为Outbound流量的路径，则它将把内部的主机地址192.168.1.A翻译为200.1.1.A，并作为Outbound数据包的源地址。
当F5多链路负载均衡设备定义：将内部的主机地址翻译为Vlan Self-IP时，即100.1.1.A=100.1.1.2，200.1.1.A＝200.1.1.2时，称为SNAT Automap。
3.2 Inbound流量负载均衡实现原理
F5 多链路负载均衡设备主要采用以下几种技术来处理Inbound流入流量。
DNS解析器（Wide IP）
Inbound流量负载均衡的核心技术是DNS解析的问题。外部用户访问在DNS请求时，就通过F5多链路负载均衡设备获知了链路的健康状况和链路优先选择，这样多链路负载均衡设备必须承担部分DNS的功能，以便返回给用户相应的访问IP地址。F5 多链路负载均衡设备支持A记录和*记录解析。
Wide IP可以捆绑各种Inbound负载均衡算法：
Completion Rate，Global Availability，hops，kilobytes/second，leastconnections，Packet Rate，Quality of Service，Random，Ratio，RoundRobin，Round Trip Time，Static Persist，VS Capacity。
Virtual Server/Network Virtual Server/Transparent Virtual Server
由于所有的F5多链路负载均衡设备可以兼做服务器负载均衡，因此F5返回给用户DNS解析是Virtual Server；对于一些特殊的场合，需要配置一些特殊的Virtual Server，例如：Network Virtual Server以及Transparent Virtual Server。
Forwarding Pool
有的情况下，既不需要地址翻译，有不需要服务器负载均衡，但是又需要pool 的一些特性时（例如：Auto Lasthop），必须配置Forwarding Pool。
Lasthop pool/Auto Lasthop
F5的Lasthop功能，称为基于连接的路由，用在F5处理数据包回应时，会根据上一跳路由设备的MAC地址，确定返回路径，以便正确返回给最初发起访问数据包的网络设备。
NAT
对于直接通过IP地址进行访问的Inbound流量，并且内部主机需要Outbound访问，需要配置相应的NAT记录，来保证从多条链路都能访问内部服务器，与Virtual Server加上SNAT功能相当（细节有所不同）。对于Email而言，由于外部Email服务器需要进行地址反向解析，因此使用Virtual Server+SNAT方式。
四、F5技术特色
?F5多链路负载均衡设备集多功能为一身（All In A Box）
?灵活的产品选择，满足客户的不同需求
?详细的链路状态监控和报表
?丰富的链路选择算法（静态，动态以及特殊Inbound负载均衡算法）?内置安全防护机制
?支持F5独有的iControl技术
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。 ①RTT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https://www.doczj.com/doc/b412401437.html, 为例)解析ISP1和ISP2的两个不同的公网地址。 对应于https://www.doczj.com/doc/b412401437.html,域名，在3DNS上配置wideip：https://www.doczj.com/doc/b412401437.html,，对应两个Virtual Server：VS1：202.106.83.177，VS2：219.17.66.100。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：
F5 Networks 多出口链路负载均衡解决方案建议 F5 Networks 郑志勇 2005-12-23
目录 一．多出口链路负载均衡需求分析 (3) 二．多出口链路负载均衡解决方案概述 (4) 2.1多出口链路负载均衡网络拓朴设计 (4) 2.2方案描述 (5) 2.3方案优点 (6) 2.3.1 拓扑结构方面 (6) 2.3.2安全机制方面 (6) 三．技术实现 (7) 3.1F5多出口链路负载均衡（产品选型：L INKCONTROLLER 2400） (7) 3.2O UTBOUND流量负载均衡实现原理 (8) 3.3I NBOUND流量负载均衡实现原理 (9) 3.4在链路负载均衡环境中的DNS设计和域名解析方式 (11) 3.4.1 Root DNS（注册DNS）直接与F5多链路负载均衡器配合 (11) 3.4.2 Root DNS（注册DNS）通过第三方DNS Server与F5多链路负载均衡器配合（我们建议这种 方式） (12) 3.5F5设备双机冗余----毫秒级切换原理 (14) 3.6S TATEFUL F AIL O VER 技术（与F5设备双机冗余有关） (15) 四．产品介绍 (16) 4.1F5L INKCONTROLLER 2400 (16) 五．F5多链路负载均衡成功案例举例 (22) ５.1政府 (22) ５.２教育行业 (23) ５.３金融行业 (24) 附录１南北电信互访问题 (25) 附录２传统的链路冗余方案及BGP方案缺点 (26) 附录３对附录一，二的案例分析 (28)
一．多出口链路负载均衡需求分析 为了保证XXXX出口链路的高可用性和访问效率，举例计划拥有两条线路：一条中国网通链路，一条中国电信链路。F5公司的多链路负载均衡设备（Linkcontroller）能够提供独具特色的解决方案，不但能够充分利用这两条链路（双向流量按照预设的算法分担到不同的链路上，一旦一条链路不通的情况下，能够无缝切换到另外一条可用链路上）；而且可以根据对不同链路的侦测结果，将最快速的链路提供给外部用户进行响应，从而解决目前广泛存在的多个ISP之间的互联互通问题。具体解决方案特色如下： 提供内网至internet流量的负载均衡（Outbound） 实现从Internet对服务器访问流量的负载均衡（Inbound） 支持自动检测和屏蔽故障Internet链路 支持多种静态和动态算法智能均衡多个ISP链路的流量 支持多出口链路动态冗余，流量比率和切换 支持多种DNS解析和规划方式，适合各种用户网络环境 支持Layer2－7交换和流量管理控制功能 完全支持各种应用服务器负载均衡，防火墙负载均衡 多层安全增强防护，抵挡黑客攻击 业界领先的双机冗余切换机制，能够做到毫秒级切换 详细的链路监控报表，提供给网络管理员直观详细的图形界面 对于用户完全透明 对所有应用无缝支持 业界优异的硬件平台和性能 稳定，安全的设备运行记录
WAN广域网链路负载均衡测试项目测试项目背景：
测试环境描述 1.1 需求描述 XX股份领导反应：通过互联网采用SSL VPN方式，访问青岛总部内网的OA系统速度慢。为了解决此问题，目前采用三种测试方案： 1、CITRIX； 2、新增加一台JUNIPER SA4000； 3、增加一台F5 BIGIP LC设备和两条分别为青岛联通、青岛移动的100M 链路结合进行WAN链路负载均衡测试。 第二种测试方案目前已做完，效果不理想，当前准备执行第三套测试方案。 F5 BIGIP LC以及如何在使用GTM一张静态的表单（https://www.doczj.com/doc/b412401437.html,er）来实现Topology计算。 由于LC只能解析A记录，无法解析SOA 、MX、PTR记录，所以LC只能做一台DNS的子域，无法取代客户的DNS服务器（https://www.doczj.com/doc/b412401437.html,）。 测试要求：解决电信和网通的南北互连互通问题，用户有二条链路，（一条网通线路，一条电信线路）。 测试规则如下： 1.访问CNC网站走CNC线路 2.访问CT网站走CT的线路 3.访问本地域名（https://www.doczj.com/doc/b412401437.html,）CNC用户从CNC线路过来访问 4.访问本地域名（https://www.doczj.com/doc/b412401437.html,）CT用户从CT线路访问
测试环境描述
2测试设备配置步骤 2.1 基础配置 2.1.1进入管理界面，激活license。 注意事项：激活LC设备的license后，一定要完全重新启动一次
(Full_box_reboot)。系统会自动生成相关的文件和启动相应的服务。
2.1.2Platform相关设置 由于是部分授权，所以LC将作为https://www.doczj.com/doc/b412401437.html,的子域的Nameserver Hostname：使用NS 的https://www.doczj.com/doc/b412401437.html, 提醒：上线测试Root和admin密码一定要修改，不可以使用默认的。
F5 Application Management Products 服务器负载均衡原理 F5 Networks Inc
1．服务器负载平衡市场需求 (3) 2．负载平衡典型流程 (4) 2..1 通过VIP来截获合适的需要负载平衡的流量 (4) 2.2 服务器的健康监控和检查 (5) 2.3 负载均衡和应用交换功能,通过各种策略导向到合适的服务器 (6)
1．服务器负载平衡市场需求 随着Internet的普及以及电子商务、电子政务的发展，越来越多的应用系统需要面对更高的访问量和数据量。同时，企业对在线系统的依赖也越来越高，大量的关键应用需要系统有足够的在线率及高效率。这些要求使得单一的网络服务设备已经不能满足这些需要，由此需要引入服务器的负载平衡，实现客户端同时访问多台同时工作的服务器，一则避免服务器的单点故障，再则提高在线系统的服务处理能力。从业界环境来说，如下的应用需求更是负载均衡发展的推动力： ?业务系统从Client-Server转向采用Browser-Server 系统结构，关键系统需要高可用性 ?电子商务系统的高可用性和高可靠性需要 ?IT应用系统大集中的需要（税务大集中,证券大集中,银行大集中） ?数据中心降低成本,提高效率 负载均衡技术在现有网络结构之上提供了一种廉价、有效、透明的方法，来扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。它有两方面的含义：首先，大量的并发访问或数据流量分担到多台节点设备上分别处理，减少用户等待响应的时间；其次，单个重负载的运算分担到多台节点设备上做并行处理，每个节点设备处理结束后，将结果汇总，返回给用户，系统处理能力得到大幅度提高。 BIG/IP利用定义在其上面的虚拟IP地址来为用户的一个或多个应用服务器提供服务。因此，它能够为大量的基于TCP/IP的网络应用提供服务器负载均衡服务。BIG/IP 连续地对目标服务器进行L4到L7合理性检查，当用户通过VIP请求目标服务器服务时，BIG/IP根椐目标服务器之间性能和网络健康情况，选择性能最佳的服务器响应用户的请求。 下图描述了一个负载平衡发生的流程：
中小企业多链路负载均衡的解决方案前言： 目前很多企业为了提高信息发布的性能和可靠性，向多个电信运营商同时租用互联网线路，所以拥有两条或两条以上的互联网连接链路，这些用户希望分别通过多条链路使用网络平台和资源，但是这样的网络出口建设形式，暴露出以下问题，并亟待解决。 企业广域网链路络存在的问题： 1、链路的单点失效性： 采用单一Internet连接链路存在单点失效性，一旦该链路出现故障将造成整个企业网络的瘫痪。 2、链路性能的瓶颈： 单一Internet连接链路的带宽资源是有限的，无法满足企业内部全体用户对Internet 访问时所需的带宽，同时也无法满足大量的Internet上的用户对企业的访问。 3、网络安全防护能力弱： 目前Internet上的各种各样的网络攻击层出不穷，路由器自身对网络攻击的防护能力非常有限，DOS/DDOS 网络攻击会对广域网络由器产生严重的影响。 现有的多条链路，互相之间没有联系，这就导致了两条链路的完全独立，不能互为所用；两条或多条链路分别独立接入，链路的占用可能不平均，带宽不能得到充分的利用；任一条链路的中断都会影响正常的上网工作，缺乏容错机制。 解决方案： 面对以上问题，应该在企业网络出口处部署一台梭子鱼LinkBalancer 330链路负载均衡器，如下图所示：
LB330链路负载均衡器部署在出口路由器和防火墙之间，这样可以实现对多条internet 接入链路的负载均衡，可以同时实现outbound流量（内部办公用户访问internet）和inbound 流量（internet用户访问内部服务器）双向的负载均衡，并且可以根据智能算法选择最优路径，以达到最佳访问速度。如果当一个ISP1出现故障，负载均衡器可以及时地检测到，并将内外网流量转到ISP2上，网络仍然可以正常运行。LB330链路负载均衡器支持多达3条外接链路。此外，LB330链路负载均衡器具备抵御DoS/DDoS的功能，有效地保护内网的服务器免遭攻击。 方案特点： 1.增加企业出口带宽，并提供了广域网链路的冗余。 2.通过智能算法，可通过最优路径实现内外网访问。 3.可以抵御DoS和 DDoS攻击有效的保护内网服务器。 为什么选择梭子鱼： 1、聚合链路带宽
南京财经大学 F5 Link Controller多链路负载均衡 解决方案
目录 1. 项目背景分析 (4) 1.1 南京财经大学的现状 (4) 1.2 链路改造后的预期设想 (4) 2. F5提供的最佳解决方案 (6) 2.1 设计结构图： (6) 2.2 实现原理 (7) 2.2.1 出站访问 (7) 2.2.2 入站访问 (8) 2.2.3 系统切换时间 (10) 3. 解决方案功能介绍 (11) 3.1 高可用性 (11) 3.1.1 全面的链路监控能力 (11) 3.1.2 集合多个监视器 (12) 3.2 最大带宽和投资回报 (13) 3.2.1 可节省WAN 链路成本的压缩模块 (13) 3.2.2 带宽可扩展性 (13) 3.2.3 强大的流量分配负载均衡算法 (14) 3.2.4 链路带宽控制 (14) 3.2.5 链路成本负载平衡 (15) 3.3 高级WAN 链路管理 (15) 3.3.1 最佳性能链路 (15) 3.3.2 针对压缩技术的目标流量控制 (16) 3.3.3 优化的TCP 性能 (16) 3.3.4 可编程链路路由――iRule (16)
3.3.5 流量优先级安排：服务质量(QoS) 和配置服务类型(ToS) . 17 3.4 配置和管理 (17) 3.4.1 消除BGP 多归属部署障碍 (17) 3.4.2 BIG/IP的业界最快双机冗余切换 (17) 3.4.3 IPv6 网关 (18) 3.4.4 统计与报告 (18) 3.5 强化的安全性能 (18) 3.5.1 智能SNAT (18) 3.5.2 网络安全 (19) 3.5.3 简单、安全的管理 (19) 3.6 集成流量管理可扩展性 (20) 3.6.1 扩展的各类安全设备负载均衡 (20) 3.6.2 扩展的SSL加速适用于校园一卡通等 (21) 4. 相关产品介绍 (22)
某铁路集团多链路接入及服务器负载均衡 项目概况： 1．该用户为国内某铁路集团 2．用户有一个主数据中心同时接入电信和网通和联通线路 3．客户集团内部用户对内流量和对外流量日益增长 4．内部的服务器应用需要具有高可靠性，能够满足日常在线的web更新。 客户需求： 1．实现内部用户外出访问时的链路负载均衡，访问网通的web时候走网通链路，但是当网通链路段掉了还要可以从其它线路外出访问。
2．内部的应用服务器也需要inbound的负载均衡。 3．用户一部分旧型号机器需要和新型号设备一起按照一定权重来提供某一种应用。 4．所有的服务器需要7*24小时的不间断服务基础上实现在线的更新动作。 5．在将来有很好的扩展性，还可以灵活增加新的接入链路而不涉及内部改动。 6．要求方案设计简单，部署容易在将来有很好的扩展性，还可以灵活增加新的接入链路而不涉及内部改动。 F5 的解决方案： 1．采用两台1500LC来实现HA双机的99.999%高可用。 2．对外连接3条链路，出口通过Irule来实现静态的最优路径选择，进来的流量通过动态探测+静态拓扑来实现智能入站链路的负载均衡。 3．根据静态的比率算法来实现对内部不同性能服务器的负载均衡。 4．需要对后台业务服务器进行升级维护的时候，利用F5温暖关机的特性，阻止用户的新建连接，保持在线用户的连接，直到在线廉洁树下降到零，再由网管人员将服务器下线。 5．通过F5 灵活的TCP 优化及会话保持技术满足业务应用需求。 为什么选择F5： 1．F5 负载均衡器双机心跳线方式提供毫秒级快速切换，是诸如客票系统这样的关键业 务系统所必需的。 2．F5 负载均衡器高性能高稳定性在中国诸多用户业务环境中得到证实。 3．高效灵活的链路选择能力，可以根据客户需求进行动静态的处理。 4．稳定而简单的结构部署：整个部署和实施过程，不需要影响到原有的拓扑结构，在 经过实验验证可行后，可以整套架构直接插入原有拓扑结构中间，不涉及任何网络 改动，实现无缝的整合和接入。 5．通过透明监控检查ISP 网络或互联网上各个设备的可用性来确定整个链路的可用性。
Array Networks 链路负载均衡解决方案 －Array APV系列、AppVelocity应用于企业网络优化
目录 1. 多链路接入背景介绍 (3) 1.1 单链路接入单点故障 (3) 1.2 运营商之间互访 (4) 1.3 双链路解决方案的产生以及其衍生的问题 (4) 2. Array 提供最佳的解决方案 (6) 2.1 方案介绍 (6) 2.2 流出（Outbound）流量处理 (7) 2.3 其它重要功能设置: (8) 2.4 流入（Inbound）流量处理 (8) 3. 解决方案功能特点介绍 (10) 3.1. 全面的链路监控能力 (10) 3.2. 全路经健康检查 (10) 3.3. 策略路由 (11) 3.4. APV-LLB的链路负载均衡解决方案具有以下功能和优点： (11) 3.5. 链路优化功能与其他应用性能提高功能 (11) 3.5.1. Http 压缩功能 (11) 3.5.2. Cache 功能 (11) 3.5.3. Connection Multiplexing（连接复用）技术 (12) 3.5.4. Connection Pooling（连接池）技术 (12) 3.5.5. Array SpeedStack?技术 (12) 3.6. 安全防护功能 (13) 3.7. Cluster技术 (13) 3.8. Array APV 配置管理 (14) 3.9. 可扩展性 (14) 3.9.1. 服务器负载均衡与广域网负载均衡 (14) 3.9.2. 扩展的SSL加速适用于电子商务 (14) 4. 链路负载均衡对企业的价值 (14)
*****单位 A10负载均衡解决方案A10 Networks Inc.
目录 1.项目概述 (1) 2.需求分析及讨论 (1) 2.1应用系统所面临的共性问题 (1) 2.2需求分析 (2) 3.A10公司负载均衡解决方案 (3) 3.1网络结构图 (3) 3.2A10负载均衡解决方案 (3) 3.2.1APP Server负载均衡的实现 (4) 3.2.2应用优化的实现 (4) 3.3解决方案说明 (5) 3.4方案的优点 (6) 4.A10 AX的优点及各型号指标总结 (7) 5.A10公司简介 (7) 6.AX介绍 (8) 6.1A10公司AX简介 (8) AX系列功能 (8)
1.项目概述 2.需求分析及讨论 2.1应用系统所面临的共性问题 随着用户量增大及业务的发展，一个应用系统往往会出现各种问题。瓶颈可能出现在服务器、存储、网络设备，带宽等的性能不足，而运行一旦出现故障给业务带来的影响范围是巨大的，服务器可能出现的问题表现为如下几点： ◆高可用问题 关健性应用要求7*24稳定运行不被中断，高可用性问题被放在首要位置。 ◆利用“不平衡”现象 数据的大集中使得服务器的访问压力日益增大，服务器性能往往会成为一个系统的瓶 颈，随着性能问题的产生，单点故障的发生也将比较频繁，为了解决这些问题，传统的方式多为采取更换更好的服务器并且采用双机备份系统提供服务的方式,这样必然存在 一半的资源浪费的情况,而在压力不断上升的情况下，这种动作讲不断的重复，不但服 务器的利用率不平衡，而且持续引起投资的浪费。 ◆“峰值”问题 服务器的处理多存在“波峰”和“波谷”的变化。而且“波峰”时，业务量大小的变化又不规律，这就使服务器不得不面对“峰值堵塞”问题。原有解决方法为增加服务器或主机数量，提高处理能力。但仍存在性能不平衡问题，且这样做，投资成本大。 ◆多米诺”现象 单台服务器的设置，不可避免会出现“单点故障”，需要进行服务器“容错”。为实现容错，往往在主服务器旁安置一台或多台备份服务器。但这样做，平时只有一台服务器工作，其它服务器处于空闲状态，无法完全利用所有服务器的处理资源，当出现“峰值堵塞”时，“多米诺”效应往往会发生，即所有服务器连续被“堵”至“死”。最终的结果将导致系统的瘫痪。 ◆“扩展”不便
多链路负载均衡标准结构及阐述 F5 Networks Inc. Owen Yu 2004-12-1
目录 一、F5多链路负载均衡标准结构 (3) 1.1 标准结构拓扑图 (3) 1.2 技术阐述 (3) 二、域名解析方式 (10) 2.1 Root DNS Server直接与F5多链路负载均衡器配合 (10) 2.1.1 CNAME方式 (10) 2.1.2 NS委派方式 (11) 2.2 Root DNS Server通过第三方DNS Server与F5多链路负载 均衡器配合 (12) 2.2.1 CNAME方式 (12) 2.2.2 NS方式 (13) 三、F5多链路负载均衡其它结构及阐述 (14) 3.1冗余结构 (14) 3.2与防火墙配合的结构 (15) 3.2.1后置防火墙 (15) 3.2.2前置防火墙 (16)
一、F5多链路负载均衡标准结构 1.1 标准结构拓扑图 下图是F5多出口链路负载均衡解决方案的标准结构（单台设备）。 1.2 技术阐述 网络环境描述 上图中F5 多链路负载均衡设备通过ISP1和ISP2接入Internet。每个ISP 都分配给该网络一个IP地址网段，假设ISP1分配的地址段为100.1.1.0/24，ISP2
分配的地址段为200.1.1.0/24（此处的200.1.1.0/24表示网络IP地址段为：200.1.1.0，子网掩码为24位，即255.255.255.0）。同样，Internet知道通过ISP1访问100.1.1.0/24，通过ISP2访问200.1.1.0/24。网络中的主机和服务器都属于私有网段192.168.1.0/24。 F5多链路负载均衡设备解决方案就是在内部交换机和连接ISP的路由器之间，跨接一台多链路负载均衡设备应用交换机，所有的地址翻译和Internet链路优化全部由多链路负载均衡设备来完成。 Outbound技术实现 ?Default Gateway Pool For Example： pool default_gateway_pool { lb_method dynamic_ratio member 100.1.1.1:0 member 200.1.1.1:0 } Default Gateway Pool中的Nodes为若干个下一跳路由器（Next Hop Router）的地址，用作Outbound负载均衡，可以通过三种方式生成。 1、 Setup Utility中配置多个Gateway IP，用空格分开； 2、在Configuration Utility中Link Configuration下增加多个links； 3、在Pool中定义一个Default Gateway Pool。 For Example：default_gateway use pool default_gateway_pool 将Default Gateway Pool中的Nodes配置为F5多链路负载均衡器的Default Gateway，可以通过netstat –rn命令查看路由表。 Destination Gateway Flags MTU If default 100.1.1.1 UGS 1500 vlan2 default 200.1.1.1 UGS 1500 vlan3 ? Monitor
F5负载均衡原理 一负载均衡基本概念 1、什么是负载均衡? 负载均衡技术在现有网络结构之上提供了一种廉价、有效、透明的方法，来扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。它有两方面的含义：首先，大量的并发访问或数据流量分担到多台节点设备上分别处理，减少用户等待响应的时间；其次，单个重负载的运算分担到多台节点设备上做并行处理，每个节点设备处理结束后，将结果汇总，返回给用户，系统处理能力得到大幅度提高。 BIG/IP利用定义在其上面的虚拟IP地址来为用户的一个或多个应用服务器提供服务。因此，它能够为大量的基于TCP/IP的网络应用提供服务器负载均衡服务。BIG/IP 连续地对目标服务器进行L4到L7合理性检查，当用户通过VIP请求目标服务器服务时，BIG/IP根椐目标服务器之间性能和网络健康情况，选择性能最佳的服务器响应用户的请求。 下图描述了一个负载平衡发生的流程： 1. 客户发出服务请求到VIP 2. BIGIP接收到请求，将数据包中目的IP地址改为选中的后台服务器IP地址，然后将数据包发出到后台选定的服务器 3. 后台服务器收到后，将应答包按照其路由发回到BIGIP 4. BIGIP收到应答包后将其中的源地址改回成VIP的地址，发回客户端，由此就完成了一个标准的服务器负载平衡的流程。
2．负载平衡典型流程 ●通过VIP来截获合适的需要负载平衡的流量 ●服务器监控和健康检查,随时了解服务器群的可用性状态 ●负载均衡和应用交换功能,通过各种策略导向到合适的服务器 2．1 通过VIP来截获合适的需要负载平衡的流量 在BIGIP上通过设置VIP来截获需要进行负载平衡的流量，这个VIP地址可以是一个独立的主机地址和端口的组合（例如：202.101.112.115:80）也可以是一个网络地址和端口的组合（例如：202.101.112.0:80），当流量经过BIGIP的时候，凡是命中VIP 的流量都将被截获并按照规则进行负载平衡。 2．2 服务器的健康监控和检查 服务器 (Node) - Ping (ICMP) BIGIP可以定期的通过ICMP包对后台服务器的IP地址进行检测，如果在设定的时间内能收到该地址的ICMP的回应，则认为该服务器能提供服务 服务 (Port) – Connect BIGIP可以定期的通过TCP包对后台服务器的服务端口进行检测，如果在设定的时间内能收到该服务器端口的回应，则认为该服务器能提供服务 扩展内容查证(ECV: Extended Content Verification)—ECV ECV是一种非常复杂的服务检查，主要用于确认应用程序能否对请求返回对应的数据。如果一个应用对该服务检查作出响应并返回对应的数据，则BIG/IP控制器将该服务器标识为工作良好。如果服务器不能返回相应的数据，则将该服务器标识为宕机。宕机一旦修复，BIG/IP就会自动查证应用已能对客户请求作出正确响应并恢复向该服务器传送。该功能使BIG/IP可以将保护延伸到后端应用如Web内容及数据库。BIG/ip的ECV 功能允许您向Web服务器、防火墙、缓存服务器、代理服务器和其它透明设备发送查询，然后检查返回的响应。这将有助于确认您为客户提供的内容正是其所需要的。 扩展应用查证(EAV: Extended Application Verification) EAV是另一种服务检查，用于确认运行在某个服务器上的应用能否对客户请求作出响应。为完成这种检查，BIG/IP控制器使用一个被称作外部服务检查者的客户程序，该程序为BIG/IP提供完全客户化的服务检查功能，但它位于BIG/IP控制器的外部。例如，该外部服务检查者可以查证一个Internet或Intranet上的从后台数据库中取出数据并在HTML网页上显示的应用能否正常工作。EAV是BIG/IP提供的非常独特的功能，它提供管理者将BIG/IP客户化后访问各种各样应用的能力，该功能使BIG/IP在提供标准的可用性查证之外能获得服务器、应用及内容可用性等最重要的反馈。
冰川网络出口链路负载均衡系统 解决方案 郑州冰川网络科技有限公司
目录 1 需求分析 (3) 1.1 单一链路导致单点故障和访问迟缓 (3) 1.2 传统解决方案无法完全发挥多链路优势 (4) 1.3 高校出口面临的问题： (5) 2 冰川网络多链路负载均衡解决方案 (5) 2.1 链路优选方案 (6) 2.2 链路健康检测 (7) 2.3 流入（Inbound）流量处理 (8) 2.4 流出（OutBount)流量处理 (9) 2.5 基于ASIC芯片的NA T及路由技术 (9) 3 冰川独特优势 (9) 3.1 基于ASIC转发技术和传统CPU的灵活性完美结合 (9) 3.2 基于协议的链路负载技术 (9) 3.3 多点探测技术(Multi-Detection Technology) (10) 3.4 人性化的配置界面 (10) 4 设备管理 (10) 5 典型网络部署方案 (12) 6 总结 (14)
1 需求分析 目前很多企业为了提高信息发布的性能和可靠性，向多个电信运营商同时租用互联网线路，所以拥有两条或两条以上的互联网连接链路，这些用户希望分别通过多条链路使用网络平台和资源，但是这样的网络出口建设形式，暴露出以下问题，并亟待解决。 1.1 单一链路导致单点故障和访问迟缓 用户的网络结构通常如下：单一链路实现内部网络和Internet之间的连接。 而在Internet接入的稳定性对于一个用户来说日见重要的今天，一个ISP 显然无法保证它提供的Internet链路的持续可用性，从而可能导致用户Internet接入的中断，带来无法预计的损失。 而且由于历史原因，不同ISP的互连互通一直存在着很大的问题，在南方电信建立的应用服务器，如果是南方电信用户访问正常，Ping的延时只有几十甚至十几毫秒，对用户的正常访问几乎不会造成影响；但如果是北方网通的远程用户访问，Ping的延时只有几百甚至上千毫秒，访问应用时则会出现没有响应设
F5多出口链路负载均衡解决方案(L C)1127 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
F5 Networks 多出口链路负载均衡解决方案建议
目录 一．多出口链路负载均衡需求分析 ................................................................ 错误!未定义书签。 二．多出口链路负载均衡解决方案概述......................................................... 错误!未定义书签。 多出口链路负载均衡网络拓朴设计 ................................................................. 错误!未定义书签。方案描述 ............................................................................................................. 错误!未定义书签。方案优点 ............................................................................................................. 错误!未定义书签。 拓扑结构方面.................................................................................................. 错误!未定义书签。 安全机制方面................................................................................................... 错误!未定义书签。 三．技术实现 ................................................................................................. 错误!未定义书签。 F5多出口链路负载均衡（产品选型：B IGIP LC） ............................................ 错误!未定义书签。O UTBOUND流量负载均衡实现原理 .................................................................... 错误!未定义书签。 I NBOUND流量负载均衡实现原理........................................................................ 错误!未定义书签。 在链路负载均衡环境中的DNS设计和域名解析方式.................................... 错误!未定义书签。 Root DNS（注册DNS）直接与F5多链路负载均衡器配合......................... 错误!未定义书签。 Root DNS（注册DNS）通过第三方DNS Server与F5多链路负载均衡器配合（我们建议这种方式）........................................................................................................... 错误!未定义书签。F5设备双机冗余----毫秒级切换原理............................................................... 错误!未定义书签。S TATEFUL F AIL O VER 技术（与F5设备双机冗余有关） ........................................ 错误!未定义书签。四．产品介绍 ................................................................................................. 错误!未定义书签。 F5B IGIP ................................................................................................................ 错误!未定义书签。
负载均衡器部署方式和工作原理 2011/12/16 小柯信息安全 在现阶段企业网中，只要部署WEB应用防火墙，一般能够遇到负载均衡设备，较常见是f5、redware的负载均衡，在负载均衡方面f5、redware的确做得很不错，但是对于我们安全厂家来说，有时候带来了一些小麻烦。昨日的一次割接中，就遇到了国内厂家华夏创新的负载均衡设备，导致昨日割接失败。 在本篇博客中，主要对负载均衡设备做一个介绍，针对其部署方式和工作原理进行总结。 概述 负载均衡（Load Balance） 由于目前现有网络的各个核心部分随着业务量的提高，访问量和数据流量的快速增长，其处理能力和计算强度也相应地增大，使得单一的服务器设备根本无法承担。在此情况下，如果扔掉现有设备去做大量的硬件升级，这样将造成现有资源的浪费，而且如果再面临下一次业务量的提升时，这又将导致再一次硬件升级的高额成本投入，甚至性能再卓越的设备也不能满足当前业务量增长的需求。 负载均衡实现方式分类 1：软件负载均衡技术 该技术适用于一些中小型网站系统，可以满足一般的均衡负载需求。软件负载均衡技术是在一个或多个交互的网络系统中的多台服务器上安装一个或多个相应的负载均衡软件来实现的一种均衡负载技术。软件可以很方便的安装在服务器上，并且实现一定的均衡负载功能。软件负载均衡技术配置简单、操作也方便，最重要的是成本很低。 2：硬件负载均衡技术 由于硬件负载均衡技术需要额外的增加负载均衡器，成本比较高，所以适用于流量高的大型网站系统。不过在现在较有规模的企业网、政府网站，一般来说都会部署有硬件负载均衡设备（原因1.硬件设备更稳定，2.也是合规性达标的目的）硬件负载均衡技术是在多台服务器间安装相应的负载均衡设备，也就是负载均衡器来完成均衡负载技术，与软件负载均衡技术相比，能达到更好的负载均衡效果。 3：本地负载均衡技术
唱响夏日激情，勇争博客，八月之争烽烟再起！博主的更多文章>> 一、策略路由简介 基于策略的路由允许应用一个策略控制数据包应如何走而非基于路由表选路。IP路由基于目标地，而PBR允许基于源的路由，即来自何处而应到哪去，从而根据需要走一条特殊的路径。 在网络中实施基于策略的路由有以下优点： 1、基于源的供应商选择：通过策略路由使源于不同用户组的数据流选择经过不同的Inte rnet连接。 2、服务质量：可以通过在网络边缘路由器上设置IP数据包包头中的优先级或TOS值，并利用队列机制在网络核心或主干中为数据流划分不同的优先级，来为不同的数据流提供不同级别的QoS。 3、负载均衡：网络管理员可以通过策略路由在多条路径上分发数据流。 4、网络管理更加灵活。 二、双出口配置实例 （一）实验拓朴： （二）实验要求： 1、R1连接本地子网，R2为边缘策略路由器，R3模拟双ISP接入的Internet环境。 2、要求R1所连接的局域网部分流量走R2-R3间上条链路（ISP1链路），部分流量走R2-R3间下条链路（ISP2链路）从而实现基于源的供应商链路选择和网络负载均衡。 （三）各路由器配置如下： R1#sh run . …… interface Loopback0 .
…… interface FastEthernet0/0 ip address ip policy route-map isp-test Tracing the route to 1 7 2 msec 216 msec 276 msec 2 288 msec 360 msec * Tracing the route to 1 9 2 msec 188 msec 52 msec 2 416 msec 436 msec * Tracing the route to 1 136 msec 40 msec 144 msec 2 356 msec * 132 msec Tracing the route to 1 28 msec 104 msec 200 msec 2 300 msec * 196 msec //ISP2入口 ----------------------------------------------------- （五）小结： 通过以上实验，可以看到子网一（）的流量都经过R2-R3的上一条链路选择了ISP1链路，子网二（）的流量都经过R2-R3的下一条链路选择了ISP2链路。所以通过策略路由实现基于源的供应商选择和网络的负载均衡。
大家都知道一台服务器的处理能力，主要受限于服务器自身的可扩展硬件能力。所以，在需要处理大量用户请求的时候，通常都会引入负载均衡器，将多台普通服务器组成一个系统，来完成高并发的请求处理任务。 之前负载均衡只能通过DNS来实现，1996年之后，出现了新的网络负载均衡技术。通过设置虚拟服务地址（IP），将位于同一地域（Region）的多台服务器虚拟成一个高性能、高可用的应用服务池；再根据应用指定的方式，将来自客户端的网络请求分发到
服务器池中。网络负载均衡会检查服务器池中后端服务器的健康状态，自动隔离异常状态的后端服务器，从而解决了单台后端服务器的单点问题，同时提高了应用的整体服务能力。 网络负载均衡主要有硬件与软件两种实现方式，主流负载均衡解决方案中，硬件厂商以F5为代表目前市场占有率超过50%，软件主要为NGINX与LVS。但是，无论硬件或软件实现，都逃不出基于四层交互技术的“转发”或基于七层协议的“代理”这两种方式。四层的转发模式通常性能会更好，但七层的代理模式可以根据更多的信息做到更智能地分发流量。一般大规模应用中，这两种方式会同时存在。 2007年F5提出了ADC（Application delivery controller）的概念为传统的负载均衡器增加了大量的功能，常用的有：SSL卸载、压缩优化和TCP连接优化。NGINX也支持很多ADC的特性，但F5的中高端型号会通过硬件加速卡来实现SSL卸载、压缩优化这一类CPU密集型的操作，从而可以提供更好的性能。 F5推出ADC以后，各种各样的功能有很多，但其实我们最常用的也就几种。这里我也简单的总结了一下，并和LVS、Nginx对比了一下。
RADWARE之链路负载均衡配置解析 网络描述： 网络出口共有3条公网线路接入，一台RADWARE直接连接三个出口ISP做链路负载均衡，来实现对内部服务器访问和内部对外访问流量的多链路负载均衡。 设计方案： 1、RADWARE LINKPROOF设备部署在防火墙外面，直接连接出口ISP 2、防火墙全部修改为私有IP地址，用RADWARE LINKPROOF负责将私有IP 地址转换成公网IP地址； 3、防火墙的DMZ区跑路由模式，保证DMZ区服务器的正常访问； 4、RADWARE LINKPROOF利用SmartNAT技术，分别在每链路上配置NAT 地址，保证内部服务器的联网。 网络拓扑：
实施过程（关键步骤）： 1、配置公网接口地址 G-1 ：218.28.63.163/255.255.255.240 联通 G-2 ：211.98.192.12/255.255.255.128 铁通 G-3 ：222.88.11.82/255.255.255.240 电信 G-4 ：3.3.3.2/255.255.255.0 内联接口地址，连接防火墙2、配置默认路由
现网共有3条ISP链路，要将每条链路的网关进行添加，具体如下： 命令行配置 LP-Master# Lp route add 0.0.0.0 0.0.0.0 218.28.63.161 Lp route add 0.0.0.0 0.0.0.0 211.98.192.11 Lp route add 0.0.0.0 0.0.0.0 222.88.11.81 3、配置内网回指路由 net route table create 192.168.5.0 255.255.255.0 3.3.3.1 -i 14 net route table create 192.168.6.0 255.255.255.0 3.3.3.1 -i 14 net route table create 192.168.7.0 255.255.255.0 3.3.3.1 -i 14 net route table create 192.168.8.0 255.255.255.0 3.3.3.1 -i 14 net route table create 192.168.9.0 255.255.255.0 3.3.3.1 -i 14 4、配置地址转换 地址转换主要包括内部用户的联网和服务器被访问两部分，这两部分在负载均衡上面分别采用Dynamic NAT和Static PAT这两种NAT来实现，把内部的IP地址 和服务器的IP地址分别对应每条ISP都转换成相应的公网IP地址。 Dynamic NAT是多对一的映射，并且改变用户的源端口，而且是单向的，只能出，不能进。 LinkProof > Smart NAT > Dynamic NAT Table > Create
Apache+Tomcat+mod_jk实现负载均衡方案 一、概述： 原理图： 提高系统可用性，对系统性能影响较小。对于一台服务器Down机后，可自动切换到另 最少需要两台机器，Tomcat1 和Tomcat2可在同一台服务器上。若条件允许最好是各用一台服务器。 二、详细配置步骤： 1、Apache http Server安装 32位的按照提示操作即可。 64位系统的不是安装包。 64位安装配置： 以管理员身份运行cmd 执行：httpd -k install 若无法运行并提示配置错误，请先安装vcredist_x64.exe后再执行。 安装后在Testing httpd.conf...时会报错，不影响。 httpd -k start 启动Apache、httpd -k shutdown 停止Apache 、httpd -k restart重启测试Apache：
在IE中输入：127.0.0.1 打开网页显示It work就OK 2、将Mod_jk的压缩包解压，找到mod_jk.so 复制到Apache目录下modules目录下 64位的下载mod_jk1.2.30_x64.zip 32位的下载tomcat-connectors-1.2.35-windows-i386-httpd-2.0.x.zip 3、修改Apache conf目录下的httpd.conf文件 在最后增加:Include conf/extra/mod_jk.conf 4、在conf/extra 下创建mod_jk.conf文件 增加如下： #load module mod_jk.so LoadModule jk_module modules/mod_jk.so #mod_jk config #load workers JkWorkersFile conf/workers.properties #set log file JkLogFile logs/mod_jk.log #set log level JkLogLevel info #map to the status server #mount the status server JkMount /private/admin/mystatus mystatus JkMount /* balance 5.在conf目录下创建workers.properties文件 增加：worker.tomcat1 中的tomcat1和tomcat2必须和Tomcat中的配置相同。Tomcat配置下面介召 worker.list=balance,mystatus #first worker config worker.tomcat1.type=ajp13 worker.tomcat1.host=192.168.8.204 worker.tomcat1.port=8009 #Tomcat的监听端口 worker.tomcat1.lbfactor=1 worker.tomcat1.socket_timeout=30 worker.tomcat1.socket_keepalive=1 #second worker config worker.tomcat2.type=ajp13 worker.tomcat2.host=192.168.8.204 worker.tomcat2.port=8010 #Tomcat的监听端口实验是在同一机器上做的，所以两个不同