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WEB服務(wù)器流量超負載問(wèn)題解決方法
Web應用服務(wù)器集群系統，是由一群同時(shí)運行同一個(gè)web應用的服務(wù)器組成的集群系統，在外界看來(lái)，就像是一個(gè)服務(wù)器一樣。為了均衡集群服務(wù)器的負載，達到優(yōu)化系統性能的目的，集群服務(wù)器將眾多的訪(fǎng)問(wèn)請求，分散到系統中的不同節點(diǎn)進(jìn)行處理。從而實(shí)現了更高的有效性和穩定性，而這也正是基于Web的企業(yè)應用所必須具備的特性。
一、計算WEB服務(wù)器負載量的兩種方法
web應用服務(wù)器集群系統，是由一群同時(shí)運行同一個(gè)web應用的服務(wù)器組成的集群系統，在外界看來(lái)，就像是一個(gè)服務(wù)器一樣。為了均衡集群服務(wù)器的負載，達到優(yōu)化系統性能的目的，集群服務(wù)器將眾多的訪(fǎng)問(wèn)請求，分散到系統中的不同節點(diǎn)進(jìn)行處理。從而實(shí)現了更高的有效性和穩定性，而這也正是基于Web的企業(yè)應用所必須具備的特性。
高可靠性可以看作為系統的一種冗余設定。對于一個(gè)特定的請求，如果所申請的服務(wù)器不能進(jìn)行處理的話(huà)，那么其他的服務(wù)器能不能對之進(jìn)行有效的處理呢？對于一個(gè)高效的系統，如果一個(gè)Web服務(wù)器失敗的話(huà)，其他的服務(wù)器可以馬上取代它的位置，對所申請的請求進(jìn)行處理，而且這一過(guò)程對用戶(hù)來(lái)說(shuō)，要盡可能的透明，使用戶(hù)察覺(jué)不到！
穩定性決定了應用程序能否支持不斷增長(cháng)的用戶(hù)請求數量，它是應用程序自身的一種能力。穩定性是影響系統性能的眾多因素的一種有效的測量手段，包括機群系統所能支持的同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)系統的最大用戶(hù)數目以及處理一個(gè)請求所需要的時(shí)間。
在現有眾多的均衡服務(wù)器負載的方法中，廣泛研究并使用的是以下兩個(gè)方法：
DNS負載平衡的方法RR-DNS(Round-Robin Domain Name System)
負載均衡器
以下，我們將就這兩種方法進(jìn)行討論。
二、DNS輪流排程的優(yōu)勢及缺點(diǎn)
域名服務(wù)器（Domain Name Server）中的數據文件將主機名字映射到其IP地址。當你在瀏覽器中鍵入一個(gè)URL時(shí)（例如：www.loadbalancedsite.com），瀏覽器則將請求發(fā)送到DNS，要求其返回相應站點(diǎn)的IP地址，這被稱(chēng)為DNS查詢(xún)。當瀏覽器獲得該站點(diǎn)的IP地址后，便通過(guò)該IP地址連接到所要訪(fǎng)問(wèn)的站點(diǎn)，將頁(yè)面展現在用戶(hù)面前。
域名服務(wù)器（DNS）通常包含一個(gè)單一的IP地址與該IP地址所映射的站點(diǎn)的名稱(chēng)的列表。在我們上面所假象的例子中，www.loadbalancedsite.com 這個(gè)站點(diǎn)的映射IP地址為203.24.23.3。
為了利用DNS均衡服務(wù)器的負載，對于同一個(gè)站點(diǎn)來(lái)講，在DNS服務(wù)器中同時(shí)擁有幾個(gè)不同的IP地址。這幾個(gè)IP地址代表集群中不同的機器，并在邏輯上映射到同一個(gè)站點(diǎn)名。通過(guò)我們的例子可以更好的理解這一點(diǎn)，www.loadbalancedsite.com將通過(guò)下面的三個(gè)IP地址發(fā)布到一個(gè)集群中的三臺機器上：
203.34.23.3
203.34.23.4
203.34.23.5
在本例中，DNS服務(wù)器中包含下面的映射表：
www.loadbalancedsite.com 203.34.23.3
www.loadbalancedsite.com 203.34.23.4
www.loadbalancedsite.com 203.34.23.5
當第一個(gè)請求到達DNS服務(wù)器時(shí)，返回的是第一臺機器的IP地址203.34.23.3；當第二個(gè)請求到達時(shí)，返回的是第二臺機器的IP地址203.34.23.4，以此類(lèi)推。當第四個(gè)請求到達時(shí)，第一臺機器的IP地址將被再次返回，循環(huán)調用。
利用上述的DNS Round Robin技術(shù)，對于某一個(gè)站點(diǎn)的所有請求將被平均的分配到及群中的機器上。因此，在這種技術(shù)中，集群中的所有的節點(diǎn)對于網(wǎng)絡(luò )來(lái)說(shuō)都是可見(jiàn)的。
DNS 輪流排程的優(yōu)勢
DNS Round Robin的最大的優(yōu)點(diǎn)就是易于實(shí)現和代價(jià)低廉：
代價(jià)低，易于建立。 為了支持輪流排程，系統管理員只需要在DNS服務(wù)器上作一些改動(dòng)，而且在許多比較新的版本的DNS服務(wù)器上已經(jīng)增加了這種功能。對于Web應用來(lái)說(shuō)，不需要對代碼作任何的修改；事實(shí)上，Web應用本身并不會(huì )意識到負載均衡配置，即使在它面前。
簡(jiǎn)單. 不需要網(wǎng)絡(luò )專(zhuān)家來(lái)對之進(jìn)行設定，或在出現問(wèn)題時(shí)對之進(jìn)行維護。
DNS 輪流排程的缺點(diǎn)
這種基于軟件的負載均衡方法主要存在兩處不足，一是不實(shí)時(shí)支持服務(wù)期間的關(guān)聯(lián)，一是不具有高可靠性。
不支持服務(wù)器間的一致性。服務(wù)器一致性是負載均衡系統所應具備的一種能力，通過(guò)它，系統可以根據會(huì )話(huà)信息是屬于服務(wù)器端的，還是底層數據庫級別的，繼而將用戶(hù)的請求導向相應的服務(wù)器。而DNS輪流排程則不具備這種智能化的特性。它是通過(guò)cookie、隱藏域、重寫(xiě)URL三種方法中的一種來(lái)進(jìn)行相似的判斷的。當用戶(hù)通過(guò)上述基于文本標志的方法與服務(wù)器建立連接之后，其所有的后續訪(fǎng)問(wèn)均是連接到同一個(gè)服務(wù)器上。問(wèn)題是，服務(wù)器的IP是被瀏覽器暫時(shí)存放在緩存中，一旦記錄過(guò)期，則需要重新建立連接，那么同一個(gè)用戶(hù)的請求很可能被不同的服務(wù)器進(jìn)行處理，則先前的所有會(huì )話(huà)信息便會(huì )丟失。
不支持高可靠性。設想一個(gè)具有N個(gè)節點(diǎn)的集群。如果其中的一個(gè)節點(diǎn)毀壞，那么所有的訪(fǎng)問(wèn)該節點(diǎn)的請求將不會(huì )有所回應，這是任何人都不愿意看到的。比較先進(jìn)的路由器可以通過(guò)每隔一定的時(shí)間間隔，對節點(diǎn)檢查，如果有毀壞的節點(diǎn)，則將之從列表中去除的方法，解決這個(gè)問(wèn)題。但是，由于在Internet上，ISPs將眾多的DNS存放在緩存中，以節省訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間，因此，DNS的更新就會(huì )變得非常緩慢，以至于有的用戶(hù)可能會(huì )訪(fǎng)問(wèn)一些已經(jīng)不存在的站點(diǎn)，或者一些新的站點(diǎn)得不到訪(fǎng)問(wèn)。所以，盡管DNS輪流排程在一定程度上解決了負載均衡問(wèn)題，但這種狀況的改變并不是十分樂(lè )觀(guān)和有效的。
除了上面介紹的輪流排程方法外，還有三種DNS負載均衡處理分配方法，將這四種方法列出如下：
Round robin (RRS)： 將工作平均的分配到服務(wù)器 (用于實(shí)際服務(wù)主機性能一致)
Least-connections (LCS)： 向較少連接的服務(wù)器分配較多的工作(IPVS 表存儲了所有的活動(dòng)的連接。用于實(shí)際服務(wù)主機性能一致。)
Weighted round robin (WRRS)： 向較大容量的服務(wù)器分配較多的工作�？梢愿鶕撦d信息動(dòng)態(tài)的向上或向下調整。 (用于實(shí)際服務(wù)主機性能不一致時(shí))
Weighted least-connections (WLC)： 考慮它們的容量向較少連接的服務(wù)器分配較多的工作。容量通過(guò)用戶(hù)指定的砝碼來(lái)說(shuō)明，可以根據裝載信息動(dòng)態(tài)的向上或向下調整。(用于實(shí)際服務(wù)主機性能不一致時(shí))
三：傳統負載均衡器的優(yōu)勢及缺點(diǎn)
負載均衡器通過(guò)虛擬IP地址方法，解決了輪流排程所面臨的許多問(wèn)題。使用了負載均衡器集群系統，在外部看來(lái)，像是具有一個(gè)IP地址的單一服務(wù)器一樣，當然，這個(gè)IP地址是虛擬的，它映射了集群中的每一臺機器的地址。所以，在某種程度上，負載均衡器是將整個(gè)集群的IP地址報漏給外部網(wǎng)絡(luò )。
當請求到達負載均衡器時(shí)，它會(huì )重寫(xiě)該請求的頭文件，并將之指定到集群中的機器上。如果某臺機器被從集群中移除了，請求不會(huì )別發(fā)往已經(jīng)不存在的服務(wù)器上，因為所有的機器表面上都具有同一個(gè)IP地址，即使集群中的某個(gè)節點(diǎn)被移除了，該地址也不會(huì )發(fā)生變化。而且，internet上緩存的DNS條目也不再是問(wèn)題了。當返回一個(gè)應答時(shí)
，客戶(hù)端看到的只是從負載均衡器上所返回的結果。也就是說(shuō)，客戶(hù)端操作的對象是負載均衡器，對于其更后端的操作，對客戶(hù)端來(lái)講，是完全透明的。
傳統負載均衡器的優(yōu)點(diǎn)
服務(wù)器一致性. 負載均衡器讀取客戶(hù)端發(fā)出的每一個(gè)請求中所包含的cookies或url解釋�；谒x出的這些信息，負載均衡器就可以重寫(xiě)報頭并將請求發(fā)往集群中合適的節點(diǎn)上，該節點(diǎn)維護著(zhù)相應客戶(hù)端請求的會(huì )話(huà)信息。在HTTP通信中，負載均衡器可以提供服務(wù)器一致性，但并不是通過(guò)一個(gè)安全的途徑（例如：HTTPS）來(lái)提供這種服務(wù)。當消息被加密后（SSL），負載均衡器就不能讀出隱藏在其中的會(huì )話(huà)信息。
通過(guò)故障恢復機制獲得高可靠性. 故障恢復發(fā)生在當集群中某個(gè)節點(diǎn)不能處理請求，需將請求重新導向到其他節點(diǎn)時(shí)。主要有兩種故障恢復：
請求級故障恢復。當集群中的一個(gè)節點(diǎn)不能處理請求時(shí)（通常是由于down機），請求被發(fā)送到其他節點(diǎn)。當然，在導向到其他節點(diǎn)的同時(shí)，保存在原節點(diǎn)上的會(huì )話(huà)信息將會(huì )丟失。
透明會(huì )話(huà)故障恢復。當一個(gè)引用失敗后，負載均衡器會(huì )將之發(fā)送到集群中其他的節點(diǎn)上，以完成操作，這一點(diǎn)對用戶(hù)來(lái)說(shuō)是透明的。由于透明會(huì )話(huà)故障恢復需要節點(diǎn)具備相應的操作信息，因此為了實(shí)現該功能，集群中的所有節點(diǎn)必須具有公共存儲區域或通用數據庫，存儲會(huì )話(huà)信息數據，以提供每個(gè)節點(diǎn)在進(jìn)行單獨進(jìn)程會(huì )話(huà)故障恢復時(shí)所需要的操作信息。
統計計量。既然所有的Web應用請求都必須經(jīng)過(guò)負載均衡系統，那么系統就可以確定活動(dòng)會(huì )話(huà)的數量，在任何實(shí)例訪(fǎng)問(wèn)中的活動(dòng)會(huì )話(huà)的數目，應答的次數，高峰負載次數，以及在高峰期和低谷期的會(huì )話(huà)的數目，還有其他更多的。所有的這些統計信息都可以被很好的用來(lái)調整整個(gè)系統的性能。
傳統負載均衡器的缺點(diǎn)
硬件路由的缺點(diǎn)在于費用、復雜性以及單點(diǎn)失敗的。由于所有的請求均是通過(guò)一個(gè)單一的硬件負載均衡器來(lái)傳遞，因此，負載均衡器上的任何故障都將導致整個(gè)站點(diǎn)的崩潰。
HTTPS請求的負載均衡
正如上面所提到的，很難在那些來(lái)自HTTPS的請求上進(jìn)行負載均衡和會(huì )話(huà)信息維護處理。因為，這些請求中的信息已經(jīng)被加密了。負載均衡器沒(méi)有能力處理這類(lèi)請求。不過(guò)，這里有兩種方法可以解決這一問(wèn)題：
代理網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器
硬件SSL解碼器
代理服務(wù)器位于服務(wù)器集群之前，首先由它接受所有的請求并對之進(jìn)行解密，然后將這些處理后的請求根據頭信息重新發(fā)往相應的節點(diǎn)上，這種方式不需要硬件上的支持，但會(huì )增加代理服務(wù)器的額外的負擔。
硬件SSL解碼器，則是在請求到達負載均衡器之前，先經(jīng)由它進(jìn)行解密處理。這種方式比代理服務(wù)器的處理速度要快捷一些。但代價(jià)也高，而且實(shí)現比較復雜。
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