引言

在過去的幾年中，隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和企業(yè)應(yīng)用WEB化，服務(wù)器負(fù)載均衡（SLB）技術(shù)已經(jīng)不再陌生。

服務(wù)器負(fù)載均衡根據(jù)用戶數(shù)據(jù)請求中的4-7層信息將其智能轉(zhuǎn)發(fā)到后端少則數(shù)臺多則成百上千臺應(yīng)用服務(wù)器，

并且確保根據(jù)事先定義的策略選擇最佳的服務(wù)器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，從而一定程度上解決了應(yīng)用的可用性、擴(kuò)展性等問題。

但是，隨著用戶對應(yīng)用可用性和擴(kuò)展性需求的進(jìn)一步增加，越來越多的用戶不滿足于在單一數(shù)據(jù)中心提供服務(wù)，開始考慮容災(zāi)、用戶就近訪問等問題。

這正是負(fù)載均衡設(shè)備中的全局服務(wù)器負(fù)載均衡技術(shù)（GSLB）所要解決的問題。盡管GSLB技術(shù)早在數(shù)年前就是大部分負(fù)載均衡設(shè)備提供的必備功能，

但由于用戶需求較小、功能不夠完善、性能不足、價格高昂等因素，目前部署GSLB的用戶在負(fù)載均衡整個用戶群中所占比例還是很小。相信在未來幾年中，GSLB的應(yīng)用比例將快速增加。

本文針對GSLB相關(guān)技術(shù)及解決方案進(jìn)行介紹。

GSLB技術(shù)

市場上存在的GSLB技術(shù)可以歸納為以下幾類：

基于DNS的GSLB

絕大部分使用負(fù)載均衡技術(shù)的應(yīng)用都通過域名來訪問目的主機(jī)，在用戶發(fā)出任何應(yīng)用連接請求時，首先必須通過DNS請求獲得服務(wù)器的IP地址，基于DNS的GSLB正是在返回DNS解析結(jié)果的過程中進(jìn)行智能決策，

給用戶返回一個最佳的服務(wù)IP。用戶應(yīng)用流程與沒有GSLB時未發(fā)生任何變化。這也是市場上主流的GSLB技術(shù)。

基于應(yīng)用重定向的GSLB

基于應(yīng)用重定向的GSLB是在負(fù)載均衡設(shè)備收到用戶應(yīng)用請求并選擇最佳服務(wù)IP后，通過應(yīng)用層協(xié)議將用戶請求重定向到所選擇的最佳服務(wù)IP。這種方式只適用于支持應(yīng)用重定向的協(xié)議（如HTTP、MMS），且性能較差。

基于IP地址偽裝（三角傳輸）的GSLB

有個別負(fù)載均衡設(shè)備廠商采用這種技術(shù)來實現(xiàn)GSLB。當(dāng)用戶應(yīng)用請求到達(dá)一臺負(fù)載均衡設(shè)備時，這臺負(fù)載均衡設(shè)備計算出對于該用戶最佳的服務(wù)IP（定義在另一臺同一廠商負(fù)載均衡設(shè)備上）并將用戶請求轉(zhuǎn)發(fā)給該IP。

第二臺負(fù)載均衡設(shè)備直接將響應(yīng)返回用戶，但必須將源地址修改為第一臺負(fù)載均衡設(shè)備的服務(wù)IP。這種方式要求所有站點必須為同一廠家的負(fù)載均衡設(shè)備，另外地址偽裝的數(shù)據(jù)包會可能被互聯(lián)網(wǎng)中的路由設(shè)備過濾掉。

因為所有用戶請求都要經(jīng)過廣域網(wǎng)三角方式傳輸而不是發(fā)到最佳的負(fù)載均衡設(shè)備，用戶訪問效果和性能都比較差。

基于主機(jī)路由注入的GSLB(Anycast)

在多個站點定義相同的服務(wù)IP，并由負(fù)載均衡設(shè)備或路由器將該IP的主機(jī)路由發(fā)送出去，這樣網(wǎng)絡(luò)中會存在多條到達(dá)該主機(jī)地址的路由。由于路由設(shè)備總是選擇最近（Metric最小）的路由轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，

用戶的訪問請求總是被轉(zhuǎn)發(fā)到最近的負(fù)載均衡設(shè)備。這種方式要在不同站點廣播相同的主機(jī)路由，由于運營商的限制問題很難實現(xiàn)。另外這種方式策略非常簡單，只能根據(jù)最短路由選擇，客戶無法定義靈活的選擇策略。

根據(jù)上面的分析，后面的三種方式都有很多局限性或性能較差，這也是為什么基于DNS的GSLB成為主流技術(shù)的原因。在基于DNS的GSLB具體實現(xiàn)中，不同廠家的功能會有所不同，也有部分用戶自己開發(fā)智能DNS實現(xiàn)類似功能。

總體來說，一個完善的基于DNS的GSLB設(shè)備可以滿足以下需求：

支持任何IP應(yīng)用。

各服務(wù)站點可以使用不同廠家的本地服務(wù)器負(fù)載均衡設(shè)備或直接使用真實服務(wù)器。

GSLB控制設(shè)備可直接作為授權(quán)DNS，也可以配置為DNS代理方式。DNS代理方式在做GSLB決策控制同時可以對后端DNS服務(wù)器進(jìn)行負(fù)載均衡。當(dāng)業(yè)務(wù)量增加時可以通過增加后端的真實DNS服務(wù)器數(shù)量進(jìn)行擴(kuò)展。

內(nèi)置國際IANA機(jī)構(gòu)提供的全球各區(qū)域地址分配表，且用戶自定義區(qū)域可以包含足夠多的IP前綴。同時區(qū)域定義支持樹狀分層結(jié)構(gòu)，如China.Beijing.HaiDian。這些功能在GSLB控制設(shè)備進(jìn)行靜態(tài)基于區(qū)域選擇服務(wù)站點時是必須的。

支持返回A記錄和CNAME等記錄。尤其在多級GSLB控制時，返回CNAME是必須具備的。

支持豐富的GSLB策略，常見的如往返時間（RTT）、權(quán)重、活動服務(wù)器等。

具有靈活的自定義腳本用于過濾各種非法DNS請求或攻擊。

強(qiáng)大的DDoS攻擊防護(hù)功能。一旦GSLB控制設(shè)備被攻擊癱瘓，所有業(yè)務(wù)都無法提供。

基于DNS的GSLB工作原理

下面我們對基于DNS的GSLB的工作原理進(jìn)行簡單介紹。

上圖中，中心控制節(jié)點配置一臺GSLB Controller及數(shù)臺指定域名（abc.com）的授權(quán)DNS服務(wù)器，GSLB Controller除了進(jìn)行GSLB控制外還可以對DNS服務(wù)器及其他應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行負(fù)載均衡。

設(shè)置2個站點（以中國電信和中國網(wǎng)通為例）提供應(yīng)用服務(wù)。其工作流程如下：

1) 用戶發(fā)起請求訪問http://www.abc.com，關(guān)于www.abc.com 的DNS請求被送往 Local DNS服務(wù)器；

2) Local DNS通過根DNS服務(wù)器查詢到abc.com 的授權(quán)DNS服務(wù)器，Local DNS向授權(quán)DNS服務(wù)器發(fā)DNS請求。

3) GSLB Controller 截獲DNS服務(wù)器返回的應(yīng)答，并基于一組策略選擇最佳的站點VIP 地址，返回給Local DNS服務(wù)器。

GSLB Controller也可以根據(jù)事先定義的策略返回CNAME記錄，在大規(guī)模的多級GSLB設(shè)計中會用到這種方式。Local DNS會遞歸發(fā)送DNS請求到負(fù)責(zé)指定CNAME域的下一級GSLB Controller。

4) Local DNS服務(wù)器返回該DNS應(yīng)答到用戶。

5) 用戶根據(jù)解析到的IP地址建立連接進(jìn)行正常訪問。

從GSLB處理流程可以看出，其核心在GSLB策略。接下來簡單介紹一下常用的一些GSLB策略。

1) 各內(nèi)容站點的“健康狀況”

GSLB Controller對各內(nèi)容站點負(fù)載均衡設(shè)備上定義的VIP或服務(wù)器（沒有本地負(fù)載均衡的情況）進(jìn)行第四層TCP/UDP健康檢查和第七層應(yīng)用健康檢查。未能通過健康檢查的站點不會被選為最佳的內(nèi)容節(jié)點。

2) 地理區(qū)域或用戶自定義區(qū)域

一個區(qū)域為若干條IP地址前綴。根據(jù)用戶本地DNS的IP地址，將特定IP范圍的用戶優(yōu)先分配到某個通過健康檢查的站點。值得一提的是，由于DNS本身的工作原理所限，GSLB Controller只能看到用戶本地DNS的IP地址，

而不是用戶終端的IP地址。當(dāng)用戶使用錯誤的本地DNS（如教育網(wǎng)用戶配置網(wǎng)通的DNS服務(wù)器）時，GSLB Controller返回的DNS應(yīng)答將不是最佳的站點。這是基于DNS的GSLB的一個弱點，

但由于絕大部分運營商現(xiàn)在限制其他運營商的客戶使用自己的DNS，出現(xiàn)這種錯誤配置的比例非常小。

3) IP地址權(quán)重

可以為DNS應(yīng)答中的每個IP地址分配權(quán)重，權(quán)重決定與其他候選IP相比分配到該IP的流量比例。

4) 站點（Site）權(quán)重

可以為每個Site分配權(quán)重，權(quán)重決定與其他候選Site相比分配到該Site的流量比例。

5) 會話能力閾值

通過廠商自由的GSLB協(xié)議，GSLB Controller可以獲得每個站點負(fù)載均衡設(shè)備當(dāng)前可用會話數(shù)和會話表大小的最大值，當(dāng)前會話數(shù)/最大會話數(shù)比值超過定義的閾值時，該站點不再被選擇。

6) 活動服務(wù)器

指一個GSLB節(jié)點綁定到一個VIP上的活動真實服務(wù)器數(shù)量。可以配置策略優(yōu)先選擇活動服務(wù)器最多的IP地址。

7) 往返時間(RTT)

RTT策略是基于區(qū)域之外最常用的策略。有兩種模式的RTT測量：Active RTT測量與Passive RTT測量。在實際部署中，由于網(wǎng)絡(luò)限制和性能原因，Active RTT往往無法使用，Passive RTT更實用一些。

a) Active RTT 測量

– 當(dāng)GSLB Controller收到來自LDNS的DNS請求時，GSLB Controller會通知所有站點負(fù)載均衡設(shè)備對該LDNS進(jìn)行RTT測量。根據(jù)采集到的RTT值，GSLB Controller會選擇RTT值最小的站點的VIP返回給LDNS。

– 由于Active RTT采用DNS Query或ICMP進(jìn)行RTT測量，在有些網(wǎng)絡(luò)中可能會被安全策略所過濾而無法工作。

– Active RTT測量會產(chǎn)生額外的DNS Query或ICMP流量，在有些網(wǎng)絡(luò)中用戶不希望有太多類似的非用戶流量。

b) Passive RTT測量

– Passive RTT測量不會主動去進(jìn)行測量，也不會產(chǎn)生額外的數(shù)據(jù)流量，而是在用戶向返回的VIP建立連接時進(jìn)行采集。

– Passive RTT測量指從內(nèi)容站點收到一個用戶發(fā)出連接請求(發(fā)送TCN SYN)到接收到用戶的確認(rèn)(收到TCP ACK)所經(jīng)歷的時間。而不是簡單的PING的響應(yīng)時間，可以更精確的衡量訪問最快的站點。

– Passive RTT的測量值真正反映了用戶的上網(wǎng)感受 ，在運營商網(wǎng)絡(luò)中也不會產(chǎn)生額外流量。也不會受到其他運營商或網(wǎng)絡(luò)的安全策略的影響。

與基于區(qū)域的策略相同，用戶配置錯誤的DNS時，基于RTT的選擇也將不是最佳的。

8) 當(dāng)前可用會話數(shù)

9) 站點管理優(yōu)先級（Admin Preference）

為每個站點預(yù)設(shè)優(yōu)先級，選擇優(yōu)先級較高的站點。

10) 最少選擇

選擇從前被選擇的次數(shù)最少的節(jié)點。

11) 輪詢（Round Robin）

采用輪詢方式選擇站點。

總結(jié)

盡管基于DNS的GSLB在特殊情況下（用戶配置錯誤DNS）準(zhǔn)確性會降低，但其豐富的策略、可擴(kuò)展的性能、適用任何IP應(yīng)用協(xié)議、不受互聯(lián)網(wǎng)訪問策略影響以及無改變的業(yè)務(wù)流程等優(yōu)勢使其成為最主流的GSLB技術(shù)，

諸多廠家也都在這一技術(shù)上不斷進(jìn)行完善。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的全局服务器负载均衡（GSLB）简介(牢固树立全局观念的几点思考)的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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