一、 負(fù)載均衡技術(shù)                                                                                                                                                    

負(fù)載均衡技術(shù)在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之上提供了一種廉價、有效、透明的方法，來擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器的帶寬、增加吞吐量、加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力、提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可用性。

1、負(fù)載均衡發(fā)生的流程圖：

1. 客戶發(fā)出服務(wù)請求到VIP 

2. BIGIP接收到請求，將數(shù)據(jù)包中目的IP地址改為選中的后臺服務(wù)器IP地址，然后將數(shù)據(jù)包發(fā)出到后臺選定的服務(wù)器 

3. 后臺服務(wù)器收到后，將應(yīng)答包按照其路由發(fā)回到BIGIP 

4. BIGIP收到應(yīng)答包后將其中的源地址改回成VIP的地址，發(fā)回客戶端，由此就完成了一個標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)器負(fù)載平衡的流程。

2、負(fù)載平衡典型流程 

  通過VIP來截獲合適的需要負(fù)載平衡的流量

·服務(wù)器監(jiān)控和健康檢查,隨時了解服務(wù)器群的可用性狀態(tài)

·負(fù)載均衡和應(yīng)用交換功能,通過各種策略導(dǎo)向到合適的服務(wù)器

2．1   通過VIP來截獲合適的需要負(fù)載平衡的流量 

在BIGIP上通過設(shè)置VIP來截獲需要進(jìn)行負(fù)載平衡的流量，這個VIP地址可以是一個獨立的主機(jī)地址和端口的組合（例如：202.101.112.115:80）也可以是一個網(wǎng)絡(luò)地址和端口的組合（例如：202.101.112.0:80），當(dāng)流量經(jīng)過BIGIP的時候，凡是命中VIP的流量都將被截獲并按照規(guī)則進(jìn)行負(fù)載平衡。 

2．2    服務(wù)器的健康監(jiān)控和檢查  

服務(wù)器 (Node) -Ping (ICMP) 

BIGIP可以定期的通過ICMP包對后臺服務(wù)器的IP地址進(jìn)行檢測，如果在設(shè)定的時間內(nèi)能收到該地址的ICMP的回應(yīng)，則認(rèn)為該服務(wù)器能提供服務(wù)  

服務(wù) (Port) – Connect 

BIGIP可以定期的通過TCP包對后臺服務(wù)器的服務(wù)端口進(jìn)行檢測，如果在設(shè)定的時間內(nèi)能收到該服務(wù)器端口的回應(yīng)，則認(rèn)為該服務(wù)器能提供服務(wù)  

擴(kuò)展內(nèi)容查證(ECV:Extended Content Verification)—ECV 

ECV是一種非常復(fù)雜的服務(wù)檢查，主要用于確認(rèn)應(yīng)用程序能否對請求返回對應(yīng)的數(shù)據(jù)。如果一個應(yīng)用對該服務(wù)檢查作出響應(yīng)并返回對應(yīng)的數(shù)據(jù)，則BIG/IP控制器將該服務(wù)器標(biāo)識為工作良好。如果服務(wù)器不能返回相應(yīng)的數(shù)據(jù)，則將該服務(wù)器標(biāo)識為宕機(jī)。宕機(jī)一旦修復(fù)，BIG/IP就會自動查證應(yīng)用已能對客戶請求作出正確響應(yīng)并恢復(fù)向該服務(wù)器傳送。該功能使BIG/IP可以將保護(hù)延伸到后端應(yīng)用如Web內(nèi)容及數(shù)據(jù)庫。BIG/ip的ECV功能允許您向Web服務(wù)器、防火墻、緩存服務(wù)器、代理服務(wù)器和其它透明設(shè)備發(fā)送查詢，然后檢查返回的響應(yīng)。這將有助于確認(rèn)您為客戶提供的內(nèi)容正是其所需要的。  

擴(kuò)展應(yīng)用查證(EAV:Extended Application Verification) 

EAV是另一種服務(wù)檢查，用于確認(rèn)運行在某個服務(wù)器上的應(yīng)用能否對客戶請求作出響應(yīng)。為完成這種檢查，BIG/IP控制器使用一個被稱作外部服務(wù)檢查者的客戶程序，該程序為BIG/IP提供完全客戶化的服務(wù)檢查功能，但它位于BIG/IP控制器的外部。例如，該外部服務(wù)檢查者可以查證一個Internet或Intranet上的從后臺數(shù)據(jù)庫中取出數(shù)據(jù)并在HTML網(wǎng)頁上顯示的應(yīng)用能否正常工作。EAV是BIG/IP提供的非常獨特的功能，它提供管理者將BIG/IP客戶化后訪問各種各樣應(yīng)用的能力，該功能使BIG/IP在提供標(biāo)準(zhǔn)的可用性查證之外能獲得服務(wù)器、應(yīng)用及內(nèi)容可用性等最重要的反饋。該功能對于電子商務(wù)和其它應(yīng)用至關(guān)重要，它用于從客戶的角度測試您的站點。例如，您可以模擬客戶完成交易所需的所有步驟－連接到站點、從目錄中選擇項目以及驗證交易使用的信用卡。一旦BIG/ip掌握了該“可用性”信息，即可利用負(fù)載平衡使資源達(dá)到最高的可用性。   

BIG/IP已經(jīng)為測試Internet服務(wù)的健康情況和狀態(tài)，預(yù)定義的擴(kuò)展應(yīng)用驗證(EAV)，它有二種用戶界面：瀏覽器和CLI配置。BIG/IP預(yù)定義的應(yīng)用檢查：FTP、NNTP、SMTP、POP3和MSSQL。

二、 負(fù)載均衡的分類:                                                                                                                                                                                   

負(fù)載均衡的應(yīng)用相對其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來說面會窄很多,從技術(shù)的角度上,負(fù)載均衡分為三類:

1.對鏈路的負(fù)載均衡 

對鏈路的負(fù)載均衡主要是指應(yīng)用方有多條ISP網(wǎng)絡(luò)出口,比方說電信+網(wǎng)通,電信+鐵通等,對鏈路的負(fù)載均衡也是解決目前電信網(wǎng)通互聯(lián)互通的最專業(yè)的技術(shù).其實現(xiàn)的原理是根據(jù)負(fù)載均衡算法來算出,到目標(biāo)地址的數(shù)據(jù)從哪條鏈路出去延遲最小,那么該條鏈路將被優(yōu)先選擇.這一點是負(fù)載均衡設(shè)備區(qū)別于策略路由+IP地址庫實現(xiàn)網(wǎng)通電信路由選擇的地方.

2. 對服務(wù)器的負(fù)載均衡 

從嚴(yán)格的意義上來將,對服務(wù)器的負(fù)載均衡是對相同應(yīng)用的負(fù)載均衡,而跟服務(wù)器本身沒有太大的關(guān)系。只有相同的應(yīng)用，才存在負(fù)載均衡的概念,不同的應(yīng)用間是不能做負(fù)載均衡的.比方說,我們有FTP SERVER和WEB SERVER各一臺,那么這兩臺SERVER間就不存在負(fù)載均衡的應(yīng)用.目前所有負(fù)載均衡的廠商實現(xiàn)對服務(wù)器的負(fù)載均衡都是基于虛擬IP技術(shù)的,負(fù)載均衡設(shè)備對服務(wù)器進(jìn)行健康檢查,然后把檢查結(jié)果列入設(shè)備服務(wù)器狀態(tài)列表里,根據(jù)這個檢查結(jié)果來決定一個請求發(fā)送到哪臺服務(wù)器效果最好,應(yīng)用廣泛的就是F5的LTM系列. 

F5-BIG-LTM-3600-4G-R

3. 對廣域網(wǎng)的負(fù)載均衡  

對廣域網(wǎng)的負(fù)載均衡主要是應(yīng)用到一些大的網(wǎng)站上,也有人稱其為異地負(fù)載均衡.比方說,我們有兩臺WEB服務(wù)器,一臺在北京IDC機(jī)房(網(wǎng)通),一臺在廣州IDC機(jī)房(電信),兩臺WEB服務(wù)器內(nèi)容是一樣的.那么對這兩臺服務(wù)器來做負(fù)載均衡就是一種廣域網(wǎng)負(fù)載均衡.應(yīng)用比較廣泛的是F5的3DNS設(shè)備.  

三.負(fù)載均衡的算法                                                                                                                                                      

負(fù)載均衡設(shè)備本身都是以負(fù)載均衡算法為基礎(chǔ)的,負(fù)載均衡算法分為兩種:靜態(tài)負(fù)載均衡算法和動態(tài)負(fù)載均衡算法.  

輪詢（RoundRobin）：順序循環(huán)將請求一次順序循環(huán)地連接每個服務(wù)器。 當(dāng)其中某個服務(wù)器發(fā)生第二到第7層的故障，BIGIP就把其從順序循環(huán)隊列中拿出，不參加下一次的輪詢，直到其恢復(fù)正常。  ? ·比率（Ratio）：給每個服務(wù)器分配一個加權(quán)值為比例，根椐這個比例，把用戶的請求分配到每個服務(wù)器。當(dāng)其中某個服務(wù)器發(fā)生第二到第7層的故障，BIGIP就把其從服務(wù)器隊列中拿出，不參加下一次的用戶請求的分配，直到其恢復(fù)正常。  

優(yōu)先權(quán)（Priority）：給所有服務(wù)器分組，給每個組定義優(yōu)先權(quán)，BIGIP用戶的請求，分配給優(yōu)先級最高的服務(wù)器組（在同一組內(nèi)，采用輪詢或比率算法，分配用戶的請求）；當(dāng)最高優(yōu)先級中所有服務(wù)器出現(xiàn)故障，BIGIP才將請求送給次優(yōu)先級的服務(wù)器組。這種方式，實際為用戶提供一種熱備份的方式。   

最少的連接方式（Least Connection）：傳遞新的連接給那些進(jìn)行最少連接處理的服務(wù)器。當(dāng)其中某個服務(wù)器發(fā)生第二到第7層的故障，BIGIP就把其從服務(wù)器隊列中拿出，不參加下一次的用戶請求的分配，直到其恢復(fù)正常。  

最快模式（Fastest）：傳遞連接給那些響應(yīng)最快的服務(wù)器。當(dāng)其中某個服務(wù)器發(fā)生第二到第7層的故障，BIGIP就把其從服務(wù)器隊列中拿出，不參加下一次的用戶請求的分配，直到其恢復(fù)正常。

觀察模式（Observed）：連接數(shù)目和響應(yīng)時間以這兩項的最佳平衡為依據(jù)為新的請求選擇服務(wù)器。當(dāng)其中某個服務(wù)器發(fā)生第二到第7層的故障，BIGIP就把其從服務(wù)器隊列中拿出，不參加下一次的用戶請求的分配，直到其恢復(fù)正常。

預(yù)測模式（Predictive）：BIGIP利用收集到的服務(wù)器當(dāng)前的性能指標(biāo)，進(jìn)行預(yù)測分析，選擇一臺服務(wù)器在下一個時間片內(nèi)，其性能將達(dá)到最佳的服務(wù)器相應(yīng)用戶的請求。(被BIGIP進(jìn)行檢測) 

動態(tài)性能分配（DynamicRatio-APM):BIGIP收集到的應(yīng)用程序和應(yīng)用服務(wù)器的各項性能參數(shù)，動態(tài)調(diào)整流量分配。

動態(tài)服務(wù)器補充（DynamicServer Act.):當(dāng)主服務(wù)器群中因故障導(dǎo)致數(shù)量減少時，動態(tài)地將備份服務(wù)器補充至主服務(wù)器群。

服務(wù)質(zhì)量(QoS)：按不同的優(yōu)先級對數(shù)據(jù)流進(jìn)行分配。

服務(wù)類型(ToS)：按不同的服務(wù)類型（在Type of Field中標(biāo)識）對數(shù)據(jù)流進(jìn)行分配。

規(guī)則模式：針對不同的數(shù)據(jù)流設(shè)置導(dǎo)向規(guī)則，用戶可自行編輯流量分配規(guī)則，BIGIP利用這些規(guī)則對通過的數(shù)據(jù)流實施導(dǎo)向控制。