为何网络服务一定要具有负载均衡能力及高可用性

  

,,,

很多时候,企业里面的一些关键型网络服务,不仅数据吞吐量相当大,而且还不允许随便离线的,所以就要求我们的网络服务一定要具有负载均衡能力及高可用性。数据吞吐量大,很多人就说了,这个简单,在我们的关键业务云服务器上多装几张网卡,均衡负载也就可以了。但是如果多网卡,多IP,不仅浪费了IP资源,更麻烦的是在客户访问的过程中如果出现了某张网卡离线的情况时,还需要重新连接另一IP的网卡才能继续会话,这是一件很头疼的事,有没有一个两全其美的办法了。让我们的设备既能使用多网卡均衡负载,又可以使用同一个IP对外服务,有那么今天就给大家分享一下,如何实现多网卡绑定同一IP,既能负载均衡又可以实现实现网络服务的高可用性。

为何网络服务一定要具有负载均衡能力及高可用性

交换机设备:两台支持动态链聚合功能的交换机或者一台普通交换机

网卡设备:两张网卡

操作操作:Centos6.8

服务需求:停用使服务


将多块网卡绑定同一IP地址对外提供服务,可以实现高可用或者负载均衡。当然,直接给两块网卡设置同一IP地址是不可能的。通过焊接技术,我们可以将两块网卡的MAC地址修改为一样的,这样就可以使用同一IP连续外提供服务了。


特点:传输数据包顺序是依次传输(即:第1个包走eth0,下一个包就走eth3 ....一直循环下去,直到最后一个传输完毕),此模式提供负载平衡和高可用性(容错能力),但是我们知道如果一个连接或者会话的数据包从不同的接口发出的话,中途再经过不同的链路,在客户端很有可能会出现数据包无序到达的问题,而无序到达的数据包需要重新要求被发送,这样网络的吞吐能力就会下降


特点:当一个活动SLAVE连接失败时,会主动激活另一个备用SLAVE,绑定的MAC地址仅有一个是对外有效的,以免让交换机产生混乱。此模式只提供了高可用性(容错能力),由此可见此算法的优点是可以提供高网络连接的可用性,但是它的资源利用率较低,只有一个接口处于工作状态,在有N个网络接口的情况下,资源利用率为1/N


特点:基于指定的传输HASH策略传输数据包。缺省的策略是:(源MAC地址 XOR 目标MAC地址) %slave数量。其他的传输策略可以通过xmit_hash_policy选项指定,此模式提供负载均衡和容错能力


特点:在每个slave接口上传输每个数据包,此模式提供了容错能力,但会加大网络设备的吞吐量


特点:创建一个聚合组,它们共享同样的速率和双工设定。根据802.3ad规范将多个slave工作在同一个激活的聚合体下。

外出流量的slave选举是基于传输hash策略,该策略可以通过xmit_hash_policy选项从缺省的XOR策略改变到其他策略。需要注意的是,并不是所有的传输策略都是802.3ad适应的,尤其考虑到在802.3ad标准43.2.4章节提及的包乱序问题。不同的实现可能会有不同的适应性。

必要条件:

条件1:ethtool支持获取每个slave的速率和双工设定

条件2:switch(交换机)支持IEEE 802.3ad Dynamic link aggregation

条件3:大多数switch(交换机)需要经过特定配置才能支持802.3ad模式


特点:不需要任何特别的switch(交换机)支持的通道bonding。在每个slave上根据当前的负载(根据速度计算)分配外出流量。如果正在接受数据的slave出故障了,另一个slave接管失败的slave的MAC地址,此模式提供了负载均衡能力。

必要条件:ethtool必须支持获取每个slave的速率

为何网络服务一定要具有负载均衡能力及高可用性

特点:该模式包含了balance-tlb模式,同时加上针对IPV4流量的接收负载均衡(receive load balance, rlb),而且不需要任何switch(交换机)的支持。接收负载均衡是通过ARP协商实现的。bonding驱动截获本机发送的ARP应答,并把源硬件地址改写为bond中某个slave的唯一硬件地址,从而使得不同的对端使用不同的硬件地址进行通信,此模式提供负载均衡,也提供高可用性(容错能力)。

来自服务器端的接收流量也会被均衡。当本机发送ARP请求时,bonding驱动把对端的IP信息从ARP包中复制并保存下来。当ARP应答从对端到达时,bonding驱动把它的硬件地址提取出来,并发起一个ARP应答给bond中的某个slave。使用ARP协商进行负载均衡的一个问题是:每次广播 ARP请求时都会使用bond的硬件地址,因此对端学习到这个硬件地址后,接收流量将会全部流向当前的slave。这个问题通过给所有的对端发送更新(ARP应答)来解决,应答中包含他们独一无二的硬件地址,从而导致流量重新分布。当新的slave加入到bond中时,或者某个未激活的slave重新激活时,接收流量也要重新分布。接收的负载被顺序地分布(round robin)在bond中最高速的slave上。

为何网络服务一定要具有负载均衡能力及高可用性