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软件开发报告总结归纳.docx
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负载均衡器软件
幵发报告
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1. 可行性分析报告
项目背景
面对庞大的数据流量,面对集中性的访问,是不是觉得网络服务器岌岌可危 呢?不
用怕,负载均衡器就能帮你缓解这个问题。负载均衡器通过虚拟 IP 地址方 法,解决了轮流
排程所面临的许多问题。使用了负载均衡器集群系统,在外部看 来,像是具有一个 IP 地址
的单一服务器一样,当然,这个 IP 地址是虚拟的,它映射 了集群中的每一台机器的地址。
所以,在某种程度上,负载均衡器是将整个集群的 IP 地址报漏给外部网络。
当请求到达负载均衡器时,它会重写该请求的头文件,并将之指定到集群 中的机
器上。如果某台机器被从集群中移除了,请求不会别发往已经不存在的服务器 上,因为所
有的机器表面上都具有同一个 IP 地址,即使集群中的某个节点被移除 T,该地址也不会发
生变化。而且,泊怕 rnet±缓存的 DNS 条目也不再是问题了。 当返回一个应答时,客户端
看到的只是从负载均衡器上所返回的结果。也就是说,客 户端操作的对象是负载均衡器,
对于其更后端的操作,对客户端来讲,是完全透明 的。
1.2 产品分析
服务器一致性负载均衡器读取客户端发出的每一个请求中所包含的 cookies 或 url 解
释。基于所读出的这些信息,负载均衡器就可以重写报头并将请求发往集群中合 适的节点
上,该节点维护着相应客户端请求的会话信息。在 HTTP 通信中,负载均衡 器可以提供服
务器一致性,但并不是通过一彳、安全的途径(例如:HTTPS 来提供这 种服务。当消息被
加密后 SSL,负载均衡器就不能读出隐藏在其中的会话信息。
(
通过故障恢复机制获得高可靠性故障恢复发生在当集群中某个节点不能处理请 求,
需将请求重新导向到其他节点时。主要有两种故障恢复:
请求级故障恢复。当集群中的一个节点不能处理请求时(通常是由于 down 机),
请求被发送到其他节点。当然,在导向到其他节点的同时,保存在原节点上的 会话信息将
会丟失。
透明会话故障恢复。当一个引用失败后,负载均衡器会将之发送到集群中其他 的节
点上,以完成操作,这一点对用户来说是透明的。由于透明会话故障恢复需要节 点具备相
应的操作信息,因此为了实现该功能,集群中的所有节点必须具有公共存储 区域或通用数
据库,存储会话信息数据,以提供每个节点在进行单独进程会话故障恢 复时所需要的操作
信息。
既然所有的 Web 应用请求都必须经过负载均衡系统,那么系统就可以确定活 动会
话的数量,在任何实例访问中的活动会话的数目,应答的次数,高峰负载次 数,以及在高
峰期和低谷期的会话的数目,还有其他更多的。所有的这些统计信息 都可以被很好的用来
调整整个系统的性能。
=3 结论意见
虽然此项目存在一定的技术难度和风险,但我们对项目要达到的目标十分清 楚,对所
要开发系统将要实现的功能也非常了解。而且有一些成品作为参考,并且在 项目的实施过
程中我们能够获得帮助,我认为只要我们能够认真思考、仔细规划、 明确分工,我们可以
承担此项目的开发。
2•项目开发计划
2.1 总体功能要求
1.扩展和的带宽
2 •增加
3. 加强网络数据处理能力
4. 提高网络的灵活性和可用性
2.2 软件开发平台要求
Visual C++ 6.0
SQL Server 2008
C++ Builder
网络架构:
完全支持 TCP/IP 协议
2.3 软件项目的开发实施过程管理要求
3•软件开发
3.1 软件的需求分析
1. DNS 负载均衡最早的负载均衡技术是通过 DNS 来实现的,在 DNSA 为多个 地 址
配置同一个名字,因而査询这个名字的客户机将得到其中一个地址, 从而使 得不同的客户
访问不同的服务器,达到负载均衡的目的。
DNS 负载均衡是一种简
单而有效的方法,但是它不能区分服务器的差异,也不能反映服务器的当前运行状 态。
2•代理服务器负载均衡 使用代理服务器,可以将请求转发给内部的服务 器,使用这种
加速模式显然可以提升静态网页的访问速度。然而,也可以考虑这 样一种技术,使用代理
服务器将请求均匀转发给多台服务器,从而达到负载均衡 的目的。
3•地址转换网矢负载均衡
支持负载均衡的地址转换网另,可以将一个外
部 IP 地址映射为多个内部 IP 地址,对每次 TCP 连接请求动态使用其中一个内部 地 址,达
到负载均衡的目的。
4. 协议内部支持负载均衡除了这三种负载均衡方式之外,有的协议内部支
持与负载均衡相矢的功能,例如 HTTP 协议中的重定向能力等,HTTP 运行于 TCP 连 接的
最高层。
5. NAT 负载均衡 NAT 简单地说就是将一个 IP 地址转换为另一个 IP 地址,一
般用于未经注册的内部地址与合法的、已获注册的
In ternet IP 地址间进行转
换 适用于解决 In ternet
。
IP 地址紧张、不想让网络外部知道内部网络结构等
的场合下。
6.
反向代理负载均
衡普通代理方式是代理内部网络用户访问
in ternet 上服
务器的连接请求,客户端必须指定代理服务器,并将本来要直接发送到 in ternet 上服 务器
的连接请求发送给代理服务器处理。反向代理(Reverse Proxy)方式是指以代理 服务器来接
受 in ternet ±的连接请求,然后将请求转发给内部网络上的服务器,并将 从服务器上得到的
结果返回给 in ternet 上请求连接的客户端,此时代理服务器对外就 表现为一个服务器。反
向代理负载均衡技术是把将来自 in 怕 met 上的连接请求以反 向代理的方式动态地转发给内
部网络上的多台服务
器进行处理,从而达到负载均衡的目的。
7•混合型负载均衡在有些大型网络,由于多个服务器群内硬件设备、各自的规 模、提
供的服务等的差异,可以考虑给每个服务器群采用最合适的负载均衡方式,然 后又在这多
个服务器群间再一次负载均衡或群集起来以一个整体向外界提供服务(即 把这多个服务器
群当做一个新的服务器群),从而达到最佳的性能。将这种方式称之 为混合型负载均衡。
此种方式有时也用于单台均衡设备的性能不能满足大量连接请求 的情况下。
3.2 软件的概要设计
软件负载均衡解决方案是指在一台或多台服务器相应的操作系统上安装一 个或多个附
加软件来实现负载均衡,DNSLoadBala nceCheckPoi ntFirewall-1 ConnectControl等,它
的优点是基于特定环境,配置简单,使用灵活,成本低廉,可 以满足一般的负载均衡需
求。硬件负载均衡解决方案是直接在服务器和外部网络间安 装负载均衡设备,这种设备通
常称之为负载均衡器,由于专门的设备完成专门的任 务,独立于操作系统,整体性能得到
大量提高,加上多样化的负载均衡策略,智能化 的流量管理,可达到最佳的负载均衡需
求。
一般而言,硬件负载均衡在功能、性能上优于软件方式,不过成本昂贵。 本地负载均
衡能有效地解决数据流量过大、网络负荷过重的问题,并且不需花费 昂贵开支购置性能卓
越的服务器,充分利用现有设备,避免服务器单点故障造成数据 流量的损失。其有灵活多
样的均衡策略把数据流量合理地分配给服务器群内的服务器 共同负担。即使是再给现有服
务器扩充升级,也只是简单地增加一个新的服务器到服 务群中,而不需改变现有网络结
构、停止现有的服务。
全局负载均衡主要用于在一个多区域拥有自己服务器的站点,为了使全球用 户只以一
个 IP 地址或域名就能访问到离自己最近的服务器,从而获得最快的访问速 度,也可用于子
公司分散站点分布广的大公司通过企业内部互联网来达到资源统一合 理分配的目的。
3.3 软件的详细设计
1 •轮转法:轮转算法是所有调度算法中最简单也最容易实现的一种方法。 在 一个任
务队列里,队列的每个成员(节点)都具有相同的地位,轮转法简单的在这组 成员中顺序
轮转选择。在负载平衡环境中,均衡器将新的请求轮流发给节点队列中的 下一节点,如此
连续、周而复始,每个集群的节点都在相等的地位下被轮流选择。这 个算法在 DNS 域名轮
询中被广泛使用 o
轮转法的活动是可预知的,每个节点被选择的机会是
1/N,因此很容易 计
算出节点的负载分布。轮转法典型的适用于集群中所有节点的处理能力和性能均
相 同的情况,在实际应用中,一般将它与其他简单方法联合使用时比较有效。
2. 散列法:散列法也叫哈希法(HASH,通过单射不可逆的 HASH 函数,按照 某种规
则将网络请求发往集群节点。哈希法在其他几类平衡算法不是很有效时会显示 出特别的威
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