高层交换－－大型网络解决之道

　　大型的网络一般都是由大量专用技术设备组成的，如包括防火墙、路由器、第2层／3层交换机、负载均衡设备、缓冲服务器和Web服务器等。如何将这些技术设备有机地组合在一起，是一个直接影响到网络性能的关键性问题。大型网络的核心交换机一般采用高端的机柜式交换机，现在这类交换机一般都提供第四层交换功能，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。有的协议内部支持与负载均衡相关的功能，例如HTTP协议中的重定向能力。　

　　Web内容交换技术，即URL交换或七层交换技术，提供了一种对访问流量的高层控制方式。Web内容交换技术检查所有的HTTP报头，根据报头内的信息来执行负载均衡的决策，并可以根据这些信息来确定如何为个人主页和图像数据等内容提供服务。它不是根据TCP端口号来进行控制的，所以不会造成访问流量的滞留。如果Web服务器已经为诸如图像服务、SSL对话和数据库事务服务之类的特殊功能进行了优化，那么，采用这个层次的流量控制将可以提高网络的性能。目前，采用高层交换技术的产品与方案，有许多专用的设备，如3Com公司的3Com SuperStack 3服务器负载均衡交换机和Cisco系统公司的CSS交换机产品等，国内的服务器厂商如联想和浪潮等也都有专用的负载均衡产品。

    带均衡策略的服务器群集－－满足大量并发访问的需求

　　随着电子商务和电子政务的开展，网上交易和访问量会明显增加。企业的日常经营和各种办公业务都往上迁移，所传送不仅是一般的文本信息，还有很多视频和语音。如远程教学方兴未艾，不少院校都在全国各地设立网络教学点，进行远程教学和在线辅导，各个站点都必须能够同网络教学中心进行实时交流，在这种情况下，势必也会产生大量并发访问，因此要求网络中心服务器必须具备提供大量并发访问服务的能力。这样，网络中心服务器的处理能力和I／O能力已经成为提供服务的瓶颈。如果客户的增多导致通信量超出了服务器能承受的范围，那么其结果必然是宕机。显然，单台服务器有限的性能不可能解决这个问题，一台普通服务器的处理能力只能达到每秒几万个到几十万个请求，无法在一秒钟内处理上百万个甚至更多的请求。但若能将10台这样的服务器组成一个系统，并通过软件技术将所有请求平均分配给所有服务器，那么这个系统就完全拥有每秒钟处理几百万个甚至更多请求的能力。这就是利用服务器群集实现负载均衡的优点。　

　　早期的服务器群集通常以光纤镜像卡进行主从方式备份。令服务运营商头疼的是关键性服务器或应用较多、数据流量较大的服务器一般档次不会太低，而服务运营商花了2台服务器的钱却常常只得到一台服务器的性能。通过LSANT（Load Sharing Network Address Transfer）将多台服务器网卡的不同IP地址翻译成一个虚拟IP地址，使得每台服务器均时刻处于工作状态。原来需要用小型机来完成的工作改由多台PC服务器完成，这种弹性解决方案对投资保护的作用是相当明显的，既避免了小型机刚性升级所带来的巨大设备投资，又避免了人员培训的重复投资。同时，服务运营商可以依据业务的需要随时调整服务器的数量。　

　　网络负载均衡提高了诸如Web服务器、FTP服务器和其他关键任务服务器上的Internet服务器程序的可用性和可伸缩性。单一服务器可以提供有限级的可靠性和可伸缩性。但是，通过将2个或2个以上高级服务器的主机连成群集，网络负载均衡就能够提供关键任务服务器所需的可靠性和性能。　

　　为了建立一个高负载的Web站点，必须使用多服务器的分布式结构。如使用代理服务器和Web服务器相结合，或者2台Web服务器相互协作，这种方式也属于多服务器的结构。但在这些多服务器的结构中，每台服务器所起到的作用是不同的，属于非对称的体系结构。非对称的服务器结构中每个服务器起到的作用是不同的，例如一台服务器用于提供静态网页，而另一台用于提供动态网页等等。这样就使得网页设计时就需要考虑不同服务器之间的关系。一旦要改变服务器之间的关系，就会使得某些网页出现连接错误，不利于维护，可扩展性也较差。　

　　能进行负载均衡的网络设计结构为对称结构，在对称结构中每台服务器都具备等价的地位，都可以单独对外提供服务，而无须其他服务器的辅助。然后，可以通过某种技术，将外部发送来的请求均匀分配到对称结构中的每台服务器上，接收到连接请求的服务器都独立回应客户的请求。在这种结构中，由于建立内容完全一致的Web服务器并不困难，因此负载均衡技术就成为建立一个高负载Web站点的关键性技术。　

　　结论

　　综上所述，在客户端对操作系统进行优化，改善网络环境，虽然可以最大限度地提高客户端的信息传输速率，但是，在网络中，当众多工作站同时向同一服务器发出请求或同时访问同一个文件时，所产生的信息传输阻塞现象却是无能为力的。为此在服务器端采用负载均衡这种策略，它能让多台服务器或多条链路共同承担一些繁重的计算或I／O任务，从而以较低成本消除网络瓶颈，避免了单机拥塞或单机故障造成的不良影响，便于扩展，保证服务需要，提高网络的灵活性和可靠性。而且负载均衡是建立在现有网络结构之上，提供了一种廉价有效的方法扩展服务器带宽和增加吞吐量，加强网络数据处理能力，提高网络的灵活性和可用性。中兴通讯将密切跟踪该技术趋势并应用到我们的解决方案中去。