集群和負載均衡是個扯不清的關系，集群是負載均衡發(fā)展的根本，負載均衡是集群發(fā)展的依靠。那么從負載均衡的角度看集群現(xiàn)在的表現(xiàn)又是如何呢？隨著科技的不斷出新，我們越來越多的技術已經(jīng)不能分開來談，現(xiàn)在我們就將兩者結合，一起分析它們的發(fā)展現(xiàn)狀和方向。

負載均衡

負載均衡是提高系統(tǒng)性能的一種前沿技術｡還是沿用前面的例子,一臺IA服務器的處理能力是每秒幾萬個,顯然無法在一秒鐘內(nèi)處理幾十萬個請求,但如果我們能夠有10臺這樣的服務器組成一個系統(tǒng),如果有辦法將所有的請求平均分配到所有的服務器,那么這個系統(tǒng)就擁有了每秒處理幾十萬個請求的能力｡這就是負載均衡的基本思想｡

實際上,目前市場上有多家廠商的負載均衡產(chǎn)品｡由于其應用的主要技術的不同,也就有著不同的特點和不同的性能｡

1.輪詢DNS負載均衡

輪詢DNS方案可以說是技術上最簡單也最直觀的一種方案｡當然,這種方案只能夠實現(xiàn)負載均衡的功能,卻無法實現(xiàn)對高可用性的保證｡它的原理是在DNS服務器中設定對同一個Internet主機名的多個IP地址的映射｡這樣,在DNS收到查詢主機名的請求時,會循環(huán)的將所有對應的IP地址逐個返回｡這樣,就能夠將不同的客戶端連接定位到不同的IP主機上,也就能夠實現(xiàn)比較簡單的負載均衡功能｡但是,這種方案有兩個比較致命的缺點:

◆只能夠實現(xiàn)對基于Internet主機名請求的負載均衡,如果是直接基于IP地址的請求則無能為力｡

◆在集群內(nèi)有節(jié)點發(fā)生故障的情況下,DNS服務器仍會將這個節(jié)點的IP地址返回給查詢方,也就仍會不斷的有客戶請求試圖與已故障的節(jié)電建立連接｡這種情況下,即使你手工修改DNS服務器的對應設置,將故障的IP地址刪除,由于Internet上所有的DNS服務器都有緩存機制,仍會有成千上萬的客戶端連接不到集群,除非等到所有的DNS緩存都超時｡

2.硬件負載均衡解決方案

有些廠商提供對負載均衡的硬件解決方案,制造出帶有NAT(網(wǎng)絡地址轉換)功能的高檔路由器或交換機來實現(xiàn)負載均衡功能｡NAT本身的原理就是實現(xiàn)多個私有IP地址對單個公共IP地址的轉換｡代表產(chǎn)品是Cicso公司和Alteon公司的某些高檔硬件交換機系列｡這種方案有如下缺點:

◆由于采用了特殊的硬件,使得整個系統(tǒng)中存在非工業(yè)標準部件,極大的影響系統(tǒng)的擴充和維護､升級工作｡

◆價格極其昂貴,和軟件的解決方案根本是數(shù)量級上的差別｡

◆一般只能實現(xiàn)對節(jié)點系統(tǒng)一級的狀態(tài)檢查,無法細化到服務一級的檢查｡

◆由于采用NAT機制,集群管理節(jié)點本身要完成的工作量很大,很容易成為整個系統(tǒng)的瓶頸｡

◆此特殊硬件本身就是單一故障點｡

◆實現(xiàn)異地節(jié)點的集群非常困難｡#p#

3.協(xié)商式處理(并行過濾)和負載均衡

這種方案的原理是客戶請求會同時被所有的節(jié)點所接收,然后所有節(jié)點按照一定的規(guī)則協(xié)商決定由哪個節(jié)點處理這個請求｡此種方案中比較顯著的特點就是整個集群中沒有顯著的管理節(jié)點,所有決定由全體工作節(jié)點共同協(xié)商作出｡代表產(chǎn)品是Microsoft公司的Microsoft Load Balancing Service這種方案的特點是:

◆由于各節(jié)點間要進行的通訊量太大,加重了網(wǎng)絡的負擔,一般需要增加節(jié)點通訊的專用網(wǎng)絡,也就加大了安裝和維護的難度和費用｡
◆由于每個節(jié)點都要接收所有的客戶請求并進行分析,極大的加大了網(wǎng)絡驅動層的負擔,也就減低了節(jié)點本身的工作效率,同時也時網(wǎng)絡驅動層很容易成為節(jié)點系統(tǒng)的瓶頸｡

◆由于要更改網(wǎng)絡驅動層的程序,所以并不是一個通用的方案,只能夠實現(xiàn)對特殊平臺的支持｡

◆在小量節(jié)點的情況下協(xié)商的效率還可以接受,一旦節(jié)點數(shù)量增加,通訊和協(xié)商將變得異常復雜和低效,整個系統(tǒng)的性能會有非線性的大幅度下降｡所以此類方案,一般在理論上也只允許最多十幾個的節(jié)點｡

◆無法實現(xiàn)異地節(jié)點的集群｡

◆由于集群內(nèi)沒有統(tǒng)一的管理者,所以可能出現(xiàn)混亂的異?，F(xiàn)象｡

4.流量分發(fā)和負載均衡

流量分發(fā)的原理是所有的用戶請求首先到達集群的管理節(jié)點,管理節(jié)點可以根據(jù)所有服務節(jié)點的處理能力和現(xiàn)狀來決定將這個請求分發(fā)給某個服務節(jié)點｡當某個服務節(jié)點由于硬件或軟件原因故障時,管理節(jié)點能夠自動檢測到并停止向這個服務節(jié)點分發(fā)流量｡這樣,既通過將流量分擔而增加了整個系統(tǒng)的性能和處理能力,又可以很好的提高系統(tǒng)的可用性｡

通過將管理節(jié)點本身做一個子集群可以消除由于管理節(jié)點自身的單一性帶來的單一故障點｡有些傳統(tǒng)技術人員認為,因為所有的客戶流量都將通過管理節(jié)點,所以管理節(jié)點很容易成為整個系統(tǒng)的瓶頸｡但TurboCluster Server通過先進的直接路由或IP隧道轉發(fā)機制巧妙的解決了問題｡使得所有對客戶響應的流量都由服務節(jié)點直接返回給客戶端,而并不需要再次通過管理節(jié)點｡眾所周知,對于服務提供商而言,進入的流量要遠遠小于流出的流量,所以管理節(jié)點本身將不再是瓶頸｡

流量分發(fā)的具體實現(xiàn)方法有直接路由､IP隧道和網(wǎng)絡地址轉換三種方法｡TurboCluster Server目前支持效率最高的前兩種｡由于這種先進的結構和技術,使得TurboCluster Server集群內(nèi)的服務節(jié)點數(shù)并沒有上限,而且對大量節(jié)點的協(xié)同工作的效率也能夠非常好的保證｡

結束語

集群技術已經(jīng)發(fā)展了多年,其中的分支也非常多｡目前集群技術正逐漸走向分層結構,以后也肯定會有專門用戶前端､后端的集群產(chǎn)品出現(xiàn)｡