碧桂園集團多鏈路負載均衡雙機冗余解決方案（f5）-文庫吧

【正文】 鏈路則意味著頻繁的單點故障和脆弱的網絡安全性 ，或即使有雙鏈路，但業務也只能在單鏈路上跑，不能做到在線熱備，網絡依然會存在單點故障 。 BIGIP鏈路控制器可以無縫地監控多條 WAN 連接的可用性與性能，以智能地管 理到某一站點的雙向流量，從而提供出色的容錯性和優化的互聯網訪問 ，保證關鍵業務的穩定運行。 二．用戶需求 系統總體目標 系統建設的總體目標為： 1．高性能：采用豐富的負載均衡算法對多鏈路、服務器進行負載均衡，使流量得以合理分配， 解決南北互 聯互通等問題， 從而保證系統的整體性能得以大幅度提升。 2．高可靠性：保證系統運行穩定， 單一設備故障不 能影響系統的正常運行。 3．高安全性：構建安全防預體系，防御網絡攻擊。 4． 良 好的系統 擴充能力， 隨著訪問量的增加能夠滿足系統不斷擴充的需求。 5．系統具有良好的可管理性 與監視應用的狀態及健康狀況 。 6．豐富的會話保持策略能夠滿足靈活多樣的動態調整。 系統功能需求 作為服務系統的核心，負載均衡系統必須滿足以下業務需求： 1．冗余的系統實施方案，任何單點故障不影響系統的正常運營 廣州市欣德信息技術有限公司 在接入系統的設計中，對于所 有的設備，均采用冗余設計和實施，充分考慮到各種設備和線路的中斷或故障情況，在發生故障時系統能迅速切換，保證系統的正常運營。 2．鏈路的負載均衡和冗余：要求在正常情況下將用戶對外的訪問流量和外部用戶對內部服務器的訪問流量負載均衡到兩條鏈路上，在某鏈路故障時自動將其流量切換到另外的鏈路，自動的透明容錯，當鏈路恢復時自動將其加入到負載均衡中來。 3．服務器的負載均衡：采用豐富的負載均衡算法對多臺服務器進行負載均衡，使流量得以合理分配，并且需要處理因服務器負載均衡所帶來的會話保持問題。某臺服務器發生故障時由負載均衡 產品自動檢查到，并且將其從服務器群組中排除，透明的容錯，從而保證服務器的整體性能得以大幅度提升。 4．設備自身的高可用性 設備自身需要具備高可用性，能夠在雙機冗余模式下工作，冗余切換迅速。 5．升級能力 負載均衡產品應當具有良好的系統和軟件升級能力。 6． 鏈路和 服務器狀態 動態 監測。 系統性能需求 系統的整體系統響應時間、整體系統性能和故障切換能力應達到或高于以下要求： 1．能夠在一定的訪問壓力下提供正常服務； 2．單臺設備出現故障后，冗余設備能達到毫秒級切換； 3．系統穩定性強，系統響應時間（例如服 務器故障后負載均衡對故障的反映）短（幾秒鐘之內）。 系統安全性需求 1．負載均衡產品本身具有良好的系統安全性，不存在安全漏洞； 2．產品提供安全的訪問管理環境； 3．具有一定的安全防護能力，協助防火墻和其他 IDS 設備構建動態防御體系，防御網絡常見攻擊，提高系統整體的安全防護能力。 廣州市欣德信息技術有限公司 可管理性需求 在可管理性方面，需要具備以下幾點： 1．機架式機箱； 2． 提供有效的備份恢復手段； 3． 提供有效的關于用戶、流量統計信息； 4． 系統的配置管理方便，系統報告的可用性強，能提供完善的訪問統計和流量管理； 5． 能夠提供 GUI 的良好的維護界面和日常維護方案； 6． 加密通訊，保證安全的設備管理。 三 需求分析 多鏈路的負載均衡和冗余 與互聯網絡相關的關鍵業務都需要安排和配置多條 ISP 接入鏈路以保證網絡服務的質量，消除單點故障，減少停機時間。多條 ISP 接入的方案并不是簡單的多條不同的廣域網絡的路由問題，因為不同的 ISP 有不同自治域，所以必須考慮到兩種情況下如何實現多條鏈路的負載均衡： 內部的應用系統和網絡工作站在訪問互聯網絡的服務和網站時如何能夠在多條不同的鏈路中動態分配和負載均衡，這也被稱為 OUTBOUND流量的負載均衡。 互聯網絡的外部用戶如何在外部訪問內部的網站和應用系統時也能夠動態的在多條鏈路上平衡分配，并在一條鏈路中斷的時候能夠智能地自動切換到另外一條鏈路到達服務器和應用系統，這也被稱作為 INBOUND流量的負載均衡。 F5 的 LinkController 可以智能的解決以上兩個問題： 對于 OUTBOUND流量， LinkController 接收到流量以后，可以智能的將OUTBOUND流量分配到不同的 INTERNET接口，并做源地址的 NAT，可以指定某一合法 IP 地址進行源地址的 NAT，也 可以用 LinkController 的接口地址自動映射，保證數據包返回時能夠正確接收。 廣州市欣德信息技術有限公司 對于 INBOUND流量， LinkController 分別綁定兩個 ISP 服務商的公網地址，解析來自兩個 ISP 服務商的 DNS 解析請求。 LinkController 不僅可以根據服務器的健康狀況和響應速度回應 LDNS 相應的 IP 地址，還可以通過兩條鏈路分別與 LDNS建立連接，根據 RTT時間判斷鏈路的好壞，并且綜合以上兩個參數回應 LDNS 相應的 IP 地址。 服務器負載均衡 及冗余 對于所有的對外提供服務 的服務器，均可以在 BIGIP 上配置 Virtual Server 實現負載均衡，同時 BIGIP 可持續檢查服務器的健康狀態，一旦發現故障服務器，則將其從負載均衡組中摘除。 BIGIP 利用虛擬 IP 地址（ VIP 由 IP 地址和 TCP/UDP 應用的端口組成，它是一個地址）來為用戶的一個或多個目標服務器（稱為節點：目標服務器的 IP 地址和 TCP/UDP 應用的端口組成，它可以是 inter的私網地址）提供服務。因此，它能夠為大量的基于 TCP/IP 的網絡應用提供服務器負載均衡服務。根據服務類型不同分別定 義服務器群組，可以根據不同服務端口將流量導向到相應的服務器。BIGIP 連續地對目標服務器進行 L4 到 L7 合理性檢查，當用戶通過 VIP 請求目標服務器服務時， BIGIP 根椐目標服務器之間性能和網絡健康情況，選擇性能最佳的服務器響應用戶的請求。如果能夠充分利用所有的服務器資源，將所有流量均衡的分配到各個服務器，我們就可以有效地避免“不平衡”現象的發生。 利用 UIE+iRules可以將 TCP/UDP數據包打開，并搜索其中的特征數據，之后根據搜索到的特征數據作相應的規則處理。因此可以根據用戶訪問內容的不同將流量導向 到相應的服務器，例如：根據用戶訪問請求的 URL將流量導向到相應的服務器。 系統高可用性 系統高可用性主要可以從以下幾個方面考慮： 1．設備自身的高可用性： F5 BIGIP 專門優化的體系結構和卓越的處理能力保證%的正常運行時間，在雙機冗余模式下工作時可以實現毫秒級切換，保證系 廣州市欣德信息技術有限公司 統穩定運行，另外還有冗余電源模塊可選。在采用雙機備份方式時，備機切換時間最快會在 200ms 之內進行切換。 BIGIP 產品是業界唯一的可以達到毫秒級切換的產品 , 而且設計極為合理，所有會話通過 Active 的 BIGIP 的同時，會把會話信息通過同步數據線同步到 Backup 的 BIGIP，保證在 Backup BIGIP 內也有所有的用戶訪問會話信息；另外每臺設備中的 watchdog芯片通過心跳線監控對方設備的電頻，當 Active BIGIP 故障時， watchdog會首先發現，并通知 Backup BIGIP 接管Shared IP， VIP 等，完成切換過程，因為 Backup BIGIP 中有事先同步好的會話信息，所以可以保證訪問的暢通無阻。 2．鏈路冗余： BIGIP 可以檢測每條鏈路的運行狀態和可用性，做到鏈路和 ISP 故障的實時檢測。一旦出現故障，流量將被透明動態的引導至其它可用鏈路。通過監控和管理出入數據中心的雙向流量，內部和外部用戶均可保持網絡的全時連接。 3．服務器冗余，多臺服務器同時提供服務，當某一臺服務器故障不能提供服務時，用戶的訪問不會中斷。 BIGIP 可以在 OSI 七層模型中的不同層面上對服務器進行健康檢查，實時監測服務器健康狀況，如果某臺服務器出現故障， BIGIP 確定它無法提供服務后，就會將其在服務隊列中清除，保證用戶正常的訪問應用，確保回應內容的正確性。 高度的安全性 BIGIP 采用防火墻的設計原理，是缺省拒絕設備，它可以為任何站點增加額外的安全保護，防御普通網絡攻擊。可以通過支持命令行的 SSH或支持瀏覽器管理的 SSL方便、安全的進行遠程管理，提高設備自身的安全性；能夠拆除空閑連接防止拒絕服務攻擊；能夠執行源路由跟蹤防止 IP 欺騙；拒絕沒有 ACK