公司idc網絡方案項目建議書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 器的配置和處理能力不同，最慢的WWW服務器將成為系統的瓶頸，處理能力強的服務器不能充分發揮作用；另外未考慮容錯，如果后臺的某一臺WWW服務器出現故障，DNS服務器仍會把DNS請求分配到這臺故障服務器上，導致對客戶端的不能響應。而這最后一個缺點是致命的，有可能造成相當一部分客戶不能訪問WWW服務，并且由于DNS緩存的原因，造成的惡劣后果要持續相當長一段時間（一般DNS刷新周期約24小時）。此外，還有一些基于群集（Cluster）技術的軟件解決方案來保證WWW服務的高可用性。它的通用做法是通過在操作系統的基礎上安裝操作系統廠商的群集軟件或第三方的群集軟件（絕大多數支持WWW服務的群集），例如Microsoft Cluster Server、Turbo Linux、Cluster Server等，來做到應用級的互為備份或負載平衡。互為備份（Active/Standby）方式下，其中一臺服務器缺省處于活動狀態（Active/Primary），而另一臺處于睡眠狀態（Standby/Backup），當主服務器系統死機或應用不能正常服務時，備份服務器會自動變成活動狀態，從而接管原主服務器的任務，保證應用能夠繼續服務。負載平衡方式下，可以有多臺服務器，每一個服務器都承擔一定的應用。它們之間即可以互為備份，也可以有專門一臺備份服務器，它在群集正常時不承擔任何任務，但是當群集中的某一臺服務器發生故障時，它會自動激活，從而接管故障服務器的任務。但是，它也存在以下缺點：安裝、配置復雜，難于維護和管理；群集軟件與服務器的硬件平臺和操作系統密切相關，不能做到設備無關性和無縫升級；實現負載平衡的算法簡單，一般是根據輪詢（Round Robin），有些WWW群集軟件可支持設定權重（Weighting）算法，但權重（weighting）是人為設定，并不能客觀反映每一臺服務器的HTTP請求響應能力以及當前負載情況；與硬件實現方案（Layer4的負載平衡交換設備）比較起來，性能較低，另外支持的Web Site的規模較小（WWW服務器最多可以到16臺）；不能實現HTTPS等特殊應用的負載平衡（這是因為在HTTPS應用中，客戶端和服務器端要進行身份驗證、交換證書和密鑰，所以客戶端和服務器端應一一對應，同一客戶的請求應由同一臺服務器來處理）。當然更為重要的一點是，作為數據中心的托管用戶，他們往往不希望數據中心服務提供商在他們的服務器上安裝任何軟件！正因為上述的解決方案存在這樣或那樣的問題，因此，隨著Internet技術的發展，出現了基于應用、甚至基于內容的負載平衡設備，即我們通常所說的第四層、第七層智能負載平衡設備。它們通過硬件技術或專用的ASIC芯片來實現WWW等應用服務器的負載均衡和高可用性解決方案。通過這種技術可以提高WWW服務器的整體處理能力，并提高整個服務器系統的可靠性、可用性、可維護性、可擴展性，保證WWW服務質量的QOS，提供基于URL、基于內容的交換（當采用第七層負載平衡設備時），最終用一組低處理能力、低實現成本的主機提供大規模、高性能、可擴展的WWW服務。以下是關于采用第四層負載平衡設備實現WWW服務的負載平衡的一般介紹：在第四層負載平衡設備上設置WWW服務的虛擬IP地址（Virtual IP Address），這個虛擬IP地址是DNS服務器中解析到的WWW服務器的IP地址，對客戶端是可見的。當客戶訪問此WWW應用時，客戶端的HTTP請求會先被第四層負載平衡設備接收到，它會基于第四層交換技術實時檢測后臺WWW服務器的負載，根據設定的算法進行快速交換，交給當前最可用、負載最輕的服務器來處理。常見的算法有以下幾種：輪詢（Round Robin）、權重（Weighting）、最少連接（Least connection）、隨機（Random）、響應時間（Response Time）等。通過這種技術可將大量的、并發性的用戶請求分配到多個服務器來處理，從而降低單個服務器的負載，避免服務器的死機或響應延遲過大！另外，這種負載平衡設備還可以幾乎實時地檢測到后臺服務器的硬件、操作系統、網絡甚至應用級別的狀態，從而避免客戶的請求被失效的服務器處理。 應用負載均衡第七層應用負載平衡設備是近一、兩年才出現的最新技術，它主要用于實現WWW應用的負載平衡和服務質量保證。它與第四層負載平衡設備比較起來：第七層負載平衡設備不僅能檢查TCP/IP數據包的TCP、UDP端口號（Transportation Layer），從而轉發給后臺的某一個服務器來處理，而且它能從會話層（Session Layer）以上來分析HTTP請求的URL，根據URL的不同將不同的HTTP請求交給不同的服務器來處理（可以具體到某一類文件，甚至某一個文件），甚至同一個URL請求可以讓多個服務器來響應以分擔負載（當客戶訪問某一個URL，發起HTTP請求時，它實際上要與服務器建立多個會話連接，得到多個對象－Object，例如。txt/。gif/。jpg文檔，當這些對象都下載到本地后，才組成一個完整的頁面）。 跨地域負載均衡前面講述的都是關于如何在本地局域網實現WWW等應用服務器的負載平衡，那么如何實現應用服務器的廣域網上的負載平衡，從而保證應用的冗災備份，以及如何有效的根據客戶的地域分布、廣域網絡的連通狀態或延遲時間來將客戶定向到他們最適合訪問的站點呢？這些都涉及到廣域網的負載平衡技術（Global Server Load Balance），常見的廣域網負載平衡產品都是基于DNS重定向原理來實現的，即當客戶訪問某一個網站時，例如。mysite。時，客戶的關于這個網站的DNS域名解析請求會被這個廣域網的負載平衡設備來處理，而這個廣域網的負載平衡設備會基于客戶端的IP地址范圍、客戶端與各節點的網絡延遲、各節點的狀態及負載等參數，然后根據一定的算法來判斷那個節點最適合用戶訪問，從而將這個節點的IP地址或VIP地址返回給客戶。常見的廣域網負載平衡算法有：輪詢（Round－Robin）、加權輪詢（Weighted Round－Robin）、隨機（Random）、最少連接數（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電子商務的事務成功，客戶必須被鎖定到指定的服務器上直到事務完成。保持到一個服務器持續的連接，稱為“鎖定”，這是任何創造利潤的電子商務WEB站點的關鍵。 Web交換機可以讀到分布在多個包中的Cookie并有能力識別一個Cookie。Cookie可以由Web交換機內部產生或在服務器上產生。一旦Cookie被設定，用戶的瀏覽器就被透明地刷新。可以產生Cookie對電子商務站點基于Cookie使流量具有優先級是有益的。如果進入一個請求并且提供了一個Cookie，用戶的優先級字段就會決定那個服務器群接受請求。如果沒有提供Cookie，請求要么被送到認證服務器，要么交換機內部產生一個新的Cookie。這個請求就有一個有優先級設置的Cookie，這個優先級會把用戶定向到合適得服務器群。 保護基于Web的商務的最常用的方法就是使用流行的SSL（Secure Socket Layer）協議。SSL是端到端的加密機制，是當今Web商務加密的主要方法。 基于SSL會話ID維持持續性優化了電子商務的商務完整性，保證了安全和性能的均衡。在一個安全的事務中，Web交換機維持從用戶Cookie（購物）到SSL會話ID（結帳）的轉化。這一點很關鍵，因為Cookie處于為進行SSL事務而加密的HTTP頭部，所以維持鎖定連的Web交換機不能讀到。用戶瀏覽器與服務器之間開始的SSL Hello消息含有一個空的會話ID字段（如果要建立一個新的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使用的SSL會話ID。作為客戶Hello消息的響應，服務器挑選一個新的會話ID并把自己的帶有會話ID的Hello發回到客戶端。CSS交換機在服務器的Hello中檢測到這個新的SSL會話ID并把請求路由到這一時刻最合適的服務器。后續的有這個會話ID的請求都將被轉到同一臺服務器。 為了優化資源，當一個會話在一個定義的時間段處于休止狀態后，Web服務器會終止這個會話。當幾分鐘沒有操作后，服務器會做超時處理，釋放這個會話ID。當用戶發送一個新的請求時，服務器把它作為一個新用戶處理，會建立一個新的會話。如果用戶填了一個很長的表格，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器上應用的壓力。由于建立會話的握手會涉及交換公鑰，會產生計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交換機除去了一個連接失敗后為建立新會話而做的處理復雜的談判任務。6 內容傳送 網絡加速Web Cache技術是把大多數經常被訪問的內容存放的距客戶更近從而提高了Web的訪問速度。Web cache可以在企業的Internet接入處配置，在接入設備和ISP POP中骨干鏈路之間，或在ISP網絡之間的邊緣。 有許多的Web cache實現方法，包括代理、透明的以及反向代理cache。每一種技術的區別在于在Web服務器訪問途徑的什么地方配備和需要進行配置的多少。 Cache能力定義為一個對象可以被的潛力。Web Cache只能cache靜態的內容，如gif、jpg和PDF等。有一些類型的Web的內容是不能被Cache的，比如動態的內容，包括CGI腳本、RealAudio、ASP、加密的文件或與cookie有關的象shopping cards等。Internet專家證實，當今40~50%的Internet內容是動態的。Web Cache的效率是用最大cache命中率和最低可能的請求/響應延時來衡量的。Cache的命中率受一系列因素的影響，包括工作負載、內存和磁盤大小、內容老化算法等。 透明Caching 在透明代理Caching（Transparent Caching）環境中，Cache對于瀏覽器是透明的，瀏覽器不需要配置指向Cache。用戶的請求經過網絡設備路由到Cache，比如經過路由器上的策略過濾、遠程的訪問服務器或通過使用特殊用途的Web Cache前端設備，如Web交換機。 代理Cache 在代理Cache（Proxy Caching）環境中，每個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發到代理。當發起一個內容請求時，每個請求都會轉到代理Cache的IP地址，不管是對動態或靜態內容的請求。如果請求的內容已經在Cache中，那么Cache直接把內容發給客戶；如果請求的內容不在Cache中，請求被送到服務器獲取內容，一旦在服務器中找到了所需內容，Cache響應客戶，且如果內容是可Cache的，在Cache中復制一個copy。 代理Cache的主要的缺點是需要管理的，缺少集中控制，并且不能重新定向用戶繞過當掉的Cache，而是送到“黑洞”中。 Cache集群 在一個位置配備多個Cache就是Cache集群（Cache Clustering）。Cache集群提供冗余，增加了Cache的性能合擴展能力。Cache集群可以通過把多個Cache連接到一個路由器、第4層交換機或Web交換機上來實現。Cache集群提供了冗余，在單個Cache失敗時起到保護作用。特別是代理Cache，對單一的Cache失敗很敏感。如果一個網絡中等Cache失敗，所有的配置使用它的瀏覽器都會失去與Web的連接。集群是一個相對于配置后備Cache較好的解決方案，因為后者增加了代理Cache管理的復雜程度。 反向代理Cache 代理和透明的Cache是具有代表性的為優化穿越網絡的所有Internet流量而配備的。反向代理Cache（Reverse Proxy Caching，RPC）則是典型的數據中心的擴展。反向代理Cache是Web服務器的代理，而不是客戶的代理。事實上，反向代理Cache對網絡來說象是真正的Web服務器，DNS解析RPC的IP地址而不是實際的服務器的IP地址。 Web交換機可以為不可Cache的HTTP請求或不可Cache的TCP請求（如SSL）旁路RPC。交換機旁路RPC，把最初的IP地址信息和包含在流頭部的序列號發往服務器。服務器直接向客戶答復，或轉發到RPC的交換機。兩種方法都不涉及Cache，它可以集中資源去服務可Cache的內容請求。 智能Cache旁路 動態內容，如電子商務的事務、股票交易、ASP以及CGI表單，是不能Cache到Cache服務器的，只有靜態的內容是可以Cache的。可以Cache的靜態的內容的例子就是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服務器，這給以產生效益為目的想利用Web Cache強行把所有請求（不管內容）推向不能完成請求的服務器的站點造成了很大的問題。Web交換機具有完成智能Cache旁路（Intelligent Cache Bypass）的能力，如果是動態請求可以旁路代理、透明式或反向代理Cache服務器。當不可Cache的或動態的URL被指向Cache時，由于Cache需要判定這個請求的內容不可Cache，再從源服務器獲取內容，然后再轉發給客戶，會造成明顯的延時。在這種情況下，Cache基本上變成了瓶頸。Web交換機的智能Cache旁路能力除去了Cache的重新定向動態內容請求的負擔，因此提高了性能。 動態內容復制Web交換機可以設置某些內容的負荷門限，當此內容的訪問超過門限，交換機將動態復制熱點內容到備份服務器，并重定向請求到備份服務器。由于Internet的流量具有很強的突發性，而且具有不可預見性，對于一些大型的網站，經常會由