网络负载均衡技术研究和应用

巴哈提亚尔 聂波 宋子龙

[摘 要] 网络负载均衡是由多台服务器以对称的方式组成一个服务器集合，利用负载分担技术，将网络请求分配到对称结构中的某一台服务器，并独立对外响应请求的一种服务器群集技术。该技术的利用可以提高服务请求响应速度及保障服务的可靠性。本文介绍了基于Windows Server 2003网络负载均衡技术进行Web服务负载均衡的应用实现。

[关键词] 负载均衡；Web；可靠性

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 03. 032

[中图分类号] F270.7；TP393 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2014）03- 0068- 03

1 引 言

B/S架构业务系统的大量应用，对网络及服务器性能提出了更高的要求，需要服务器具备快速处理大量并发访问的能力。目前百口泉采油厂投用各类B/S应用系统达到50多套，投入各类服务器14台，每天承载着较高的访问量和复杂的业务处理。

通过对各类应用系统的应用日志分析及调查用户使用情况了解到，各服务器的运行情况并不尽如人意，部分系统经常出现响应慢，而部分服务器利用率非常低。如何对服务器进行整合，在保证各系统正常运行的基础上，实现硬件系统的充分利用，降低能耗，构建绿色企业，成为亟待解决的问题。

负载均衡技术可以很好地解决这一问题，目前可用的负载均衡技术有基于硬件设备和基于软件设置管理两种解决方法，根据现状，我们选择了Windows 2003自带的负载均衡技术，通过研究和实施，有效地将多台服务器群集为一台，对外提供统一的Web应用服务，一方面提高了各系统的服务处理能力，另一方面降低了系统的停机率。

2 网络负载均衡（NLB）技术研究

网络负载均衡技术是服务器群集技术的一种，建立在网络结构之上， 可提供有效快捷的扩展服务器带宽，增加数据的吞吐量，加强网络数据处理能力，提高网络服务的灵活性和可用性。

负载均衡群集是由多台计算机以对称的方式组成一个服务器集合（图1），每台计算机都具有等价的地位，都可以单独对外提供服务而无须其他计算机的辅助。通过某种负载分担技术，将外部发送来的请求均匀分配到对称结构中的某一台计算机上，而收到请求的计算机单独回应用户的请求。负载均衡能够平均分配用户请求到服务器上，快速响应请求数据，解决了服务和服务器流量动态平衡问题。利用网络负载均衡技术具有以下优点：

（1）网络负载均衡能将传入的请求传播到32台服务器上，即最多可以使用32台服务器共同分担对外的网络请求服务，网络负载均衡技术保证即使是在负载很重的情况下，服务器也能做出快速响应。

（2）网络负载均衡对外只需提供一个IP地址。

（3）当网络负载均衡中的一台或几台服务器不可用时，服务不会中断，网络负载均衡算法自动检测到服务器不可用时，能够迅速在剩余的服务器中重新指派客户机通讯。

（4）可以根据网络访问量的增加来动态增加网络负载均衡服务器成员数量，提高服务能力。

3 网络负载均衡技术应用

如上所述，为了提高Web服务器的响应速度，满足用户应用需求，我们在两台Dell R910服务器上部署应用了Windows 2003的网络负载均衡技术。服务器配置见表1。

3.1 配置群集

（1）启动“网络负载平衡管理器”：登录服务器 SRV-BKQIIS1（IP：10.72.96.51），从“管理工具”或者命令行输入“nlbmgr”，右击”网络负载平衡管理器”选择“新建群集”（图2）。

（2）设置群集网络参数：进入“群集参数”设置，输入IP地址为“10.72.96.60”，在子网掩码输入“255.255.255.128”，在“完整Internet 名称”后面输入“inner.bkq.xjyt.petrochina”。

（3）添加节点：点击“下一步”按钮，进入“连接”界面，在“连接”设置界面中输入当前服务器的名称SRV-BKQIIS1，点击“连接”按钮，将在下面的信息框中显示出连接的计算机的IP 地址。选择公网IP（10.72.96.51）地址（图4），点击“下一步”，进入主机参数设置界面点“完成”即可。

同理，将第二台服务器用以上步骤加入到群集中，最终效果如图5所示。

（4）设置节点优先级及负荷分配。在NLB各节点中，可以通过设置节点的优先级对节点服务器的响应进行排序，当在集群中各成员节点硬件差异较大时，可以降低硬件配置较低的节点服务器负荷量，保证各系统的正常服务能力（见图6）。

3.2 Web服务同步

由于本次负载均衡主要用于Web服务，因此，需针对两台节点器的Web服务进行同步，以保证各系统的正常服务（见图7）。

3.3 群集应用验证

通过以上设置，节点SRV-BKQIIS1与节点SRV-BKQIIS2不仅各有一个外部使用的静态IP地址，同时还拥有NLB创建的群集IP（10.72.96.60）。用户所访问的群集IP，通过负载均衡算法，自动分配到两个节点服务器上。

为验证网络负载均衡的效果，在各节点服务器Web服务根目录各创建了DEFAULT.HTML，文件内容见表2：

当SRV-BKQIIS1（10.72.96.51）关闭时，通过浏览器访问10.72.96.60，得到结果如图8所示；而当关闭SRV-BKQIIS2（10.72.96.52）时，访问10.72.96.60，得到结果如图9 所示。由此可以判断通过网络负载均衡，有效地实现了服务故障时服务的自动转移，保证了服务的可靠性。

4 结束语

Windows2003的网络负载均衡器（NLB）技术的应用使多台服务器共同承担一些复杂及繁重的Web服务，NLB技术根据网络负载情况将负载自动均衡到各节点服务器上，减轻对单一服务器的压力，消除网络瓶颈，提高了服务处理能力和并发访问效率，使服务器部署更灵活、更可靠，降低了能耗，减轻了管理工作量。

主要参考文献

[1]吴蔚.网络站点的负载均衡技术探索[J].计算机时代，2004（7）.

[2]窦玉杰，梁子.网络管理大全[M].北京：北京希望电子出版社， 2006.

[3]刘晓辉.Windows 2003组网教程（管理篇）[M].北京：清华大学出版社，2005.