F5負載均衡及會話保持學習筆記一

   在公司內部項目中常常用到F5，但因爲對於F5實現負載均衡原理不是很清晰，在項目實戰中遇到不少問題。好比：一個會話鏈接無端被中斷，設置會話保持後，後端應用節點出現嚴重不均衡狀況等等，因此特地回顧和整理了有關F5的相關技術資料，對於後續你們選擇合適的負載均衡策略和會話保持方式提供參考依據，以避免後續走彎路。

一：什麼是F5？

  F5爲一家公司，英文公司名：F5 Networks：應用交付網絡（ADN）的全球領導者。F5提供的解決方案保證每一個用戶的應用實現安全、高速和高可用，幫企業得到最大投資回報。本文只學習F5公司提供的網絡負載均衡設備BIG/IP運行原理。

 二：什麼是負載均衡？

         負載均衡技術在現有網絡結構之上提供了一種廉價、有效、透明的方法，來擴展網絡設備和服務器的帶寬、增長吞吐量、增強網絡數據處理能力、提升網絡的靈活性和可用性。它有兩方面的含義：首先，大量的併發訪問或數據流量分擔到多臺節點設備上分別處理，減小用戶等待響應的時間；其次，單個重負載的運算分擔到多臺節點設備上作並行處理，每一個節點設備處理結束後，將結果彙總，返回給用戶，系統處理能力獲得大幅度提升。   

   BIG/IP利用定義在其上面的虛擬IP地址來爲用戶的一個或多個應用服務器提供服務。所以，它可以爲大量的基於TCP/IP的網絡應用提供服務器負載均衡服務。BIG/IP連續地對目標服務器進行L4到L7健康性檢查，當用戶經過VIP（虛擬IP）請求目標服務器服務時，BIG/IP根椐目標服務器之間性能和網絡健康狀況，選擇性能最佳的服務器響應用戶的請求。 

    三：什麼是會話保持？

        會話保持就是指在負載均衡器上有這麼一種機制，能夠識別作客戶與服務器之間交

互過程的關連性，在做負載均衡的同時，還保證一系列相關連的訪問請求會保持分配到一臺服務器上。

       在大多數電子商務的應用系統或者須要進行用戶身份認證的在線系統中，一個客戶與服務器常常通過好幾回的交互過程才能完成一筆交易或者是一個請求的完成。因爲這幾回交互過程是密切相關的，服務器在進行這些交互過程的某一個交互步驟時，每每須要瞭解上一次交互過程的處理結果，或者上幾步的交互過程結果，服務器進行下一步操做時須要這就要求全部這些相關的交互過程都由一臺服務器完成，而不能被負載均衡器分散到不一樣的服務器上（不然的話，連接會無響應或報錯）。

   四：如何實現負載均衡？即負載均衡算法有哪些？

           靜態負載均衡算法包括：輪詢，比率，優先權

   動態負載均衡算法包括: 最少鏈接數,最快響應速度，觀察方法，預測法，動態性能分配，動態服務器補充，服務質量，服務類型，規則模式。

   (1)靜態負載均衡算法

• 輪詢（Round Robin）：順序循環將請求一次順序循環地鏈接每一個服務器。當其中某個服務器發生第二到第7 層的故障，BIG-IP 就把其從順序循環隊列中拿出，不參加下一次的輪詢，直到其恢復正常。

 

• 比率（Ratio）：給每一個服務器分配一個加權值爲比例，根椐這個比例，把用戶的請求分配到每一個服務器。當其中某個服務器發生第二到第7 層的故障，BIG-IP 就把其從服務器隊列中拿出，不參加下一次的用戶請求的分配, 直到其恢復正常。

  
  

•  優先權（Priority）：給全部服務器分組,給每一個組定義優先權，BIG-IP 用戶的請求，分配給優先級最高的服務器組（在同一組內，採用輪詢或比率算法，分配用戶的請求）；當最高優先級中全部服務器出現故障，BIG-IP 纔將請求送給次優先級的服務器組。這種方式，實際爲用戶提供一種熱備份的方式。

  
  

  
  

  
  

  (2)動態負載均衡算法

• 最少的鏈接方式（LeastConnection）：傳遞新的鏈接給那些進行最少鏈接處理的服務器。當其中某個服務器發生第二到第7 層的故障，BIG-IP 就把其從服務器隊列中拿出，不參加下一次的用戶請求的分配, 直到其恢復正常。

  

•  最快模式（Fastest）：傳遞鏈接給那些響應最快的服務器。當其中某個服務器發生第二到第7 層的故障，BIG-IP 就把其從服務器隊列中拿出，不參加下一次的用戶請求的分配，直到其恢復正常。        

• 觀察模式（Observed）：鏈接數目和響應時間以這兩項的最佳平衡爲依據爲新的請求選擇服務器。當其中某個服務器發生第二到第7 層的故障，BIG-IP就把其從服務器隊列中拿出，不參加下一次的用戶請求的分配，直到其恢復正常。

   

• 預測模式（Predictive）：BIG-IP利用收集到的服務器當前的性能指標，進行預測分析，選擇一臺服務器在下一個時間片內，其性能將達到最佳的服務器相應用戶的請求。(被BIG-IP 進行檢測)

• 動態性能分配(Dynamic Ratio-APM):BIG-IP 收集到的應用程序和應用服務器的各項性能參數，動態調整流量分配。

• ·動態服務器補充(Dynamic Server Act.):當主服務器羣中因故障致使數量減小時，動態地將備份服務器補充至主服務器羣。

  ·服務質量(QoS）:按不一樣的優先級對數據流進行分配。

  ·服務類型(ToS): 按不一樣的服務類型（在Type of Field中標識）對數據流進行分配。

  ·規則模式：針對不一樣的數據流設置導向規則，用戶可自行。 

   

    對應本地的應用交換，你們能夠經過對上述負載均衡算法的理解， 結合實際的需求來採用合適你的負載均衡算法，咱們經常使用到的通常是最少鏈接數、最快反應、或者輪詢，決定選用那種算法， 主要仍是要結合實際的需求。