多链路负载均衡实现原理Word格式.docx
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四、F5技术特色11
一、F5多链路负载均衡产品
F5公司的应用交换机BIGIP(1000、2400、5100),链路控制器Linkcontroller(1000、2400),以及BIGIP(1000、2400、5100)ComboLCModule(就是BIGIP应用交换机上加载Linkcontroller软件功能模块),这三类产品可以实现单向或双向多链路负载均衡的功能,匹配不同的客户需求,应该根据具体情况确定适用的产品。
需要指出的是,这三类产品都运行目前的PTF4.5.10或4.6.X软件版本。
在F5新的V9产品体系架构中,目前不支持双向多链路负载均衡功能。
F5多链路负载均衡产品体系架构:
二、BIGIP/Linkcontroller/BIGIPComboLC区别
F5公司提供三种多链路负载均衡解决方案的产品:
●BIGIP
●Linkcontroller
●BIGIPComboLCModule
采用F5公司的BIGIP,可以实现由内向外的单向多链路负载均衡;
Linkcontroller或者BIGIPComboLCmodule都可以实现双向的链路负载均衡,其中后者能够实现最为复杂的链路负载均衡需求,并包含BIGIP的所有功能,例如:
SSLProxy,iRules,IPFilter等等。
✧BIGIP特色:
Ø
提供Outbound流量的多链路负载均衡(单向)
对于Inbound流量,能够保证从哪条链路进来,从哪条链路返回
支持自动检测和屏蔽故障多出口链路
支持多种静态和动态算法智能均衡多个ISP链路的Outbound流量
支持多链路动态冗余,流量比率和智能切换
支持Layer2-7交换和流量管理控制功能
灵活的iRules,可以保证客户对链路选择的复杂要求
完全支持各种应用服务器负载均衡,防火墙负载均衡
多层安全增强防护,抵挡黑客攻击
免费附送100TPS的SSL加速功能
业界领先的双机冗余切换机制
对于用户完全透明
对所有应用无缝支持
业界优异的硬件平台和性能
稳定,安全的设备运行记录
适用环境:
多条不对等的链路,例如:
在普教的校校通网络中,存在一条中国电信链路和一条教育网链路,对于Inbound流量来说,Internet用户只能从中国电信链路进来,校校通用户(教育网用户由于DNS导向)从教育网进来最优,这个时候,Inbound流量负载均衡失去存在的意义,没有配置的必要了。
然而对于普教的教育城域网用户,两条链路都能访问Internet,因此需要Outbound流量负载均衡,考虑到访问教育网资源还是走教育网最优,需要配置iRules来做链路选择。
综上所述,在此类环境下,选择BIGIP做Outbound单向链路负载均衡是最佳选择。
✧Linkcontroller的特色:
提供Outbound流量的多链路负载均衡
提供Inbound流量的多链路负载均衡(双向)
支持多种静态和动态算法智能均衡多个ISP链路的流量
支持特有的链路负载均衡算法(CompletionRate,GlobalAvailability,hops,kilobytes/second,leastconnections,PacketRate,QualityofService,Random,Ratio,RoundRobin,RoundTripTime,StaticPersist,VSCapacity)
支持基于每条链路限制流量大小
支持多种DNS解析和规划方式,适合各种用户网络环境
支持服务器负载均衡,防火墙负载均衡
多条对等的链路,能出能进。
适用于需要双向多链路负载均衡(不需复杂的链路选择-iRules),不需或需要简单BIGIP功能的用户环境。
对于既做链路负载均衡,防火墙负载均衡以及服务器负载均衡的用户环境而言,链路负载均衡产品一般选择Linkcontroller,校园网用户例外。
✧BIGIPComboLCModule的特色:
适用于需要双向多链路负载均衡,又需要复杂的链路选择(iRules),或者需要全部BIGIP功能(包含SSLProxy,iRules,IPFilter等)的用户环境。
三、多链路负载均衡实现原理
下图是一个典型的F5多出口链路负载均衡解决方案的应用案例。
图中F5多链路负载均衡设备通过ISP1和ISP2接入Internet。
每个ISP都分配给该网络一个IP地址网段,假设ISP1分配的地址段为100.1.1.0/24,ISP2分配的地址段为200.1.1.0/24(此处的200.1.1.0/24表示网络IP地址段为:
200.1.1.0,子网掩码为24位,即255.255.255.0)。
同样,Internet知道通过ISP1访问100.1.1.0/24,通过ISP2访问200.1.1.0/24。
网络中的主机和服务器都属于私有网段192.168.1.0/24。
多链路负载均衡设备解决方案就是在内部交换机和连接ISP的路由器之间,跨接一台多链路负载均衡设备应用交换机,所有的地址翻译和Internet链路优化全部由多链路负载均衡设备来完成。
如果网络中有防火墙,可以选择由防火墙来做地址翻译。
3.1Outbound流量负载均衡实现原理
F5多链路负载均衡设备主要采用以下几种技术来处理Outbound流出流量。
DefaultGatewayPool
在DefaultGatewayPool中,定义相应的ISP对端路由器地址,作为负载均衡的对象,并且可以捆绑健康检查,负载均衡算法以及会话保持等属性。
DefaultGatewayPool中的Nodes定义为多个F5多链路负载均衡设备的缺省路由。
IRules
对于复杂的链路选择需求,可以使用F5独有的irules来定义。
WildcartVirtualServer
WildcartVirtualServer-0.0.0.0:
0/internal,WildcartVirtualServer是指0.0.0.0这个特殊的虚拟服务器,一般用于捆绑DefaultGatewayPool。
SNAT/SNATAutomap
对于Outbound流量的地址翻译,F5多链路负载均衡设备使用了称为SNAT的方法。
当选定一个路由器(某一个ISP)传送Outbound流量时,多链路负载均衡设备将选择该ISP提供的地址。
在上图中,如果多链路负载均衡设备选择ISP1作为Outbound流量的路径,则它将把内部的主机地址192.168.1.A翻译为100.1.1.A,并作为Outbound数据包的源地址。
同样,如果多链路负载均衡设备选择ISP2作为Outbound流量的路径,则它将把内部的主机地址192.168.1.A翻译为200.1.1.A,并作为Outbound数据包的源地址。
当F5多链路负载均衡设备定义:
将内部的主机地址翻译为VlanSelf-IP时,即100.1.1.A=100.1.1.2,200.1.1.A=200.1.1.2时,称为SNATAutomap。
3.2Inbound流量负载均衡实现原理
F5多链路负载均衡设备主要采用以下几种技术来处理Inbound流入流量。
DNS解析器(WideIP)
Inbound流量负载均衡的核心技术是DNS解析的问题。
外部用户访问在DNS请求时,就通过F5多链路负载均衡设备获知了链路的健康状况和链路优先选择,这样多链路负载均衡设备必须承担部分DNS的功能,以便返回给用户相应的访问IP地址。
F5多链路负载均衡设备支持A记录和*记录解析。
WideIP可以捆绑各种Inbound负载均衡算法:
CompletionRate,GlobalAvailability,hops,kilobytes/second,leastconnections,PacketRate,QualityofService,Random,Ratio,RoundRobin,RoundTripTime,StaticPersist,VSCapacity。
VirtualServer/NetworkVirtualServer/TransparentVirtualServer
由于所有的F5多链路负载均衡设备可以兼做服务器负载均衡,因此F5返回给用户DNS解析是VirtualServer;
对于一些特殊的场合,需要配置一些特殊的VirtualServer,例如:
NetworkVirtualServer以及TransparentVirtualServer。
ForwardingPool
有的情况下,既不需要地址翻译,有不需要服务器负载均衡,但是又需要pool的一些特性时(例如:
AutoLasthop),必须配置ForwardingPool。
Lasthoppool/AutoLasthop
F5的Lasthop功能,称为基于连接的路由,用在F5处理数据包回应时,会根据上一跳路由设备的MAC地址,确定返回路径,以便正确返回给最初发起访问数据包的网络设备。
NAT
对于直接通过IP地址进行访问的Inbound流量,并且内部主机需要Outbound访问,需要配置相应的NAT记录,来保证从多条链路都能访问内部服务器,与VirtualServer加上SNAT功能相当(细节有所不同)。
对于Email而言,由于外部Email服务器需要进行地址反向解析,因此使用VirtualServer+SNAT方式。
四、F5技术特色
✧F5多链路负载均衡设备集多功能为一身(AllInABox)
✧灵活的产品选择,满足客户的不同需求
✧详细的链路状态监控和报表
✧丰富的链路选择算法(静态,动态以及特殊Inbound负载均衡算法)
✧内置安全防护机制
✧支持F5独有的iControl技术