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F5 Networks IDC/CDN方案(二)

2019-11-04 22:33:49
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來源:轉載
供稿:網友
全局負載均衡
 
  全網負載均衡是一個關健的設備,如何實現是一個嚴重的問題。F5已經很好地解決了這個問題:3DNS,它已成功地運行在許多地方:Exdous、UUNET、MS、NTT、BT、Intel。IDC可利用3DNS能全面實現多點的,全網的、智能化的負載均衡。
 
  3DNS產品用以向用戶提供分布于不同地理位置的Internet站點和數據中心間的高可用性和智能化業務及流量分擔解決方案。
 
  3DNS治理和分發不同的Internet,Intranet和Extranet電子商務用戶請求到多個,冗余的服務區域,如本方案中的北京,廣州,上海,西安和武漢等,而不用考慮服務器平臺類型及服務器上運行何種軟體。最終用戶的請求可以通過計算多種因素如用戶到服務器的跳數,響應時間,響應請求的服務器的數量,包丟失率等等,根據計算結果將請求分配到相應的服務器。另外3DNS還可以配置成根據什么對你的網絡最重要來做流量分布決定。
 
  3DNS可以支持大量不同的應用如Web,電子郵件,多媒體流,和其它基于ip的應用。
 
  3DNS工作過程
 
  在IDC環境中,利用3DNS作為多個網域名系統或子域名系統,對多個IDC的用戶域名進行具在負載均衡的域名解析。建議采用至少二臺3DNS 對全網中作域名解析,一臺3DNS作為主域名服務器,另一臺3DNS作為從域名服務器。F5的BIG/IP作為對每個IDC的服務器負載均衡設備。
 
  3DNS的工作原理如下:
 
  當用戶從Internet上訪問IDC服務器時,用戶通過3DNS解析到某一IDC中站點的地址為BIG/IP的虛擬地址,該虛擬地址為BIG/IP映射的各服務器的共享虛擬地址,BIG/IP通過各種負載均衡策略將用戶訪問映射到不同的服務器,實現用戶對服務器的訪問,同時實現負載均衡。
 
  當用戶連到ISP并請求本地DNS解析域名如:www.ABC.com.cn,(ABC.com.cn是IDC中的某個業務),假如本地域名服務器緩存中無該域名,ISP的本地DNS服務器查詢根服務器(如:InterNIC根服務器),根服務器返回ABC.com.cn域的3DNS服務器的IP地址,下面有兩種情況:
 
  ●主DNS服務器不是3DNS服務器
 
  這種情況下,3DNS服務器將建立一個子域并治理該子域如wip.ABC.com.cn,主DNS服務器將通過別名(NAME)將www.ABC.com.cn域中服務器指向3DNS治理的wip.ABC.com.cn域中的相應服務器。這樣當ISP的本地DNS連至主DNS服務器請求解析www.ABC.com.cn時,主DNS服務器將返回給本地ISP的DNS服務器的主3DNS服務器IP地址如北京的主3DNS服務器。本地DNS服務器查詢主3DNS服務器請求解析。
 
  ●主3DNS服務器是主DNS服務器
 
  除3DNS不需要產生子域外,3DNS回答請求的步驟與第一種情況相同,此時根服務器返回的即是主3DNS服務器的IP地址,本地DNS服務器向3DNS服務器發出解析請求。主3DNS服務器接到解析請求后,它將向北京、上海、廣州、西安,武漢等處的BIG/IP設備發出請求,請這些BIG/IP根據相應的策略如最少連接數,包丟失率,響應時間等返回各自與client端通訊的結果,3DNS將根據這些結果計算出最佳的最終用戶訪問區域。并將該區域響應請求的地址返回給最終用戶本地的DNS服務器,從而通知最終用戶訪問何地的相應內容服務器如北京的Web服務器。
 
  ●3DNSLoadbalancing工作步驟
 
  (1) 最終用戶向本地DNS發出域名解析請求。
  (2) 本地DNS發現所解析域名指向3DNS,于是向3DNS發出域名解析請求。
  (3) 3DNS向分布在北京、廣州、上海、西安,武漢等地的所有BIG/IP發出iQuary查詢命令,獲得最好路徑所在地的服務器的IP地址。
 

 

(4) 3DNS將所獲得的IP地址解析結果送回相應DNS。
  (5) 本地DNS將IP地址解析結果送回相應最終用戶。
  (6) 最終用戶訪問指定服務器。
  (7) 服務器對最終用戶服務。
 
  F5的3DNS系統具有標準DNS的全部功能,同時還具有更強的處理能力,支持多達17種的全網負載均衡手段。
 
五、IDC利用3DNS可開展的增值服務
 
  A、可靠性
  B、為用戶提供全球的負載均衡
  C、IDC提供災難恢復
  D、為用提供擴展性的服務
  E、內容的發布服務
  F、CDN 的服務
 
  A、可靠性
 
  多點IDC利用3DNS幫助用戶消滅單點故障,從而為用戶提供所需要的容錯功能,3DNS通過將你的最終用戶請求分流到不同的服務區域,最終保證你的內容及應用永遠可以響應用戶請求。
 
  B、為用戶提供全球的負載均衡
 
  多點IDC可為用戶提供全球的負載均衡。如IDC的治理員可以使用3DNS,通過從站點到最終用戶本地DNS的探測程序,將用戶發送到探出程序測定出的往返時間最短的站點。3DNS使用“命中率”,答應將連接發送到在站點和最終用戶本地DNS之間進行交易丟失數據包或超時數據包數目最少的站點。3DNS和BIG/IP結合提供17種的全球流量分配策略。
 
  o 輪詢算法
  o 比率
  o 最少連接數
  o 隨機
  o 用戶定義的服務質量
  o 往返時間(RTT)
  o 完成率(數據包丟失)
  o BIG-IP吞吐量(PPS)
  o 全球可用性
  o HOPS
  o 分布式拓撲
  o 訪問控制
  o LDNS輪詢算法
  o 動態比率
  o 電子商務
 
  IDC可根椐用戶的不同要求,為不同的用戶提供不同負載均衡策略,提供不同的增值服務。
 
  C、 IDC提供災難恢復
 
  IDC通過3DNS,可以建立一種鏡像災難恢復的策略。例如,許多機構在一個建筑中有一個主站點,同時在另一個建筑中有一個備份站點。可以建立一種策略,指定只有在主站點正常運行的情況下將所有流量發送給主站點。假如主站點未正常運行,則流量可以立即傳送到備份站點。


 

D、為用提供擴展性的服務
 
  3DNS利用單一URL為用戶服務;無論有多少臺服務器,也無論這些服務器的位置如何,客戶只需要記住一個URL即可訪問該站點。3DNS自動將客戶引導到該站點,即使該站點有些服務器正在進行維護,該站點還可以為用戶提供不間斷地訪問。這個單一URL還可以用來集中化地治理服務器資源和設備。
 
  3DNS答應您根據發展的需要隨時添加其它站點,同時將內容放在更接近用戶的位置,從而提供功能強大的可擴展性。3DNS能為 IDC提供全球的負載均衡,提供具有吸引力的增值服務。
 
  E, 內容的發布服務
 
  IDC可為大量用戶的務,如何為用戶有效、快速地分發這些內容是IDC的一個新的問題,F5的Global-site全球內容的治理器,能有效地解決問題。Globalsite與Big/ip結合使用可對內容實現自動復制、分發。通過Globalsite之間的多級自動分發,可有效地節約帶寬(僅傳送修改的內容,壓縮傳輸)、安全分發(傳輸過程加密)。
 
  可自適應:global/SITE支持所有Unix、NT和MAC操作系統。Global/SITE通過使各種服務器陣列的內容、應用和配置保持同步,從而保護您現有的IT投資。避免了安裝和治理繁瑣且代價高昂的附加服務器軟件。
 
  同步:global/SITE確保所有本地服務器和遠程服務器具有最新的內容,使Web發布者可以智能化地將文件和目錄部署到這些服務器中。Web發布者可以一次性定義標準的分發文件的描述文件,或設置分發文件的規則,從而實現文件和目錄分發的自動化。此外,global/SITE可以安全地傳輸整個文件或僅傳輸更新部分,從而降低已經很緊張的網絡資源上的流量。
 
  復制:global/SITE簡化了新資源的添加過程,方法是答應Web發布者將整個目錄復制到新的生產服務器和global/SITE控制器。此外,還答應發布者將所有數據的完整副本或任意一部分目錄傳送到新的生產服務器和global/SITE控制器。
 
  站點恢復:使用global/SITE,可以重新創建整個站點,也可以返回重新運行前一個版本,從而節省時間并提供簡單的錯誤恢復。
 
  集中治理:每臺服務器和每個站點均被global/SITE集中治理,使您可以為其提供一致的內容。通過指定的分段控制器使分布集中化。分段轉出可以確保Internet質量控制。
 
  總體控制:global/SITE提供對所有部署參數的進行總體控制。對于互相協作在Internet站點上發布內容的公司,可以使用global/SITE將數據存儲在分段存儲器中并使其同步,然后在一個或多個站點的所有服務器上進行復制,最終發送到所有服務器,同步進行發布,無論各站點處于什么位置。
 
  版本控制:版本控制功能全程跟蹤并保存所有內容變化,同時為您提供訪問以前所有版本的能力,并相應地使數據保持同步。Web發布者不再僅限于發布最新的內容–現在,發布信息的完整歷史記錄也易如反掌。
 
  支持內容和應用程序:global/SITE支持所有基于文件的內容和應用程序的發布,包括Html、java腳本、活動服務器頁(asp)、MicrosoftWindows應用程序等。此外,還支持Web發布工具,包括FrontPage、HomeSite、PageMill、NetObjectsFusion、Dreamweaver等。
 
  安全性和冗余:global/SITE為目標服務器提供了用戶名/口令的控制,訪問必須經過驗證。所有通過WAN傳輸的數據均經過加密。通過配置的數據恢復和重新運行選項提供冗余。

 

F, CDN 的服務:由于眾所周知的原因,如:HTTP協議、網絡帶寬、光速、服務器處理能力等,使用戶訪問網站的響應速度減慢,人們戲稱WWW為World Wide Wait。為了能提高用戶訪問的響應速度、優化現有Internet中信息的流動,在現有的Internet網絡中建立一個完善全面的中間層——CDN(Content Distribution Network), 使用戶能以最快的速度,從最接近用戶的地方獲得所需的信息,徹底解決網絡擁塞,提高響應速度。
 
  1、建立CDN的重要性
 
  CDN的全稱是Content Delivery Network,即內容快速發布網絡。其目的是通過在現有的Internet中增加一層新的網絡架構,將網站的內容發布到最接近用戶的網絡‘邊緣‘,使用戶可以就近取得所需的內容,提高用戶訪問網站的響應速度。因而CDN可以提高Internet網絡中信息流動的效率。從技術上全面解決由于網絡帶寬小、用戶訪問量大、網點分布不均等原因,造成用戶訪問網站的響應速度慢的根本原因。
 
  2、CDN的受益用戶
 
  CDN用戶包括ISP、ICP、媒體網站、大中型公司、電子商務網站、政府網站。這些網站無需任何投資昂貴的各類服務器、設立分站點,只要利用CDN就能加速客戶對網站訪問速度。
 
  ISP使用CDN服務的好處:作為ISP,當你加入CDN網絡后,將在其網絡中安裝CDN節點,當相應的節點開始工作后,你將會取得以下好處:
 
  節省你的出口帶寬
  提高用戶訪問加入CDN服務的網站時的響應速度
  降低投資成本,提高帶寬利用率
  提高系統的可靠性
  提高用戶的忠誠度
  提高競爭實力
 
  CDN能為各種類型的商業網站/ICP帶來的收益,ICP選擇CDN服務,可以得到以下收益:
 
  提高用戶訪問網站時的響應速度
  節省網站的硬件投資成本
  節省網站的日常維護費用
  降低網站整體的投資風險
  迅速擴張市場
 
  3,CDN 的工作原理
 
  當用戶訪問已經加入CDN服務的網站時,首先通過F5的3DNS確定最接近用戶的最佳CDN節點,同時將用戶的請求指向該節點。當用戶的請求到達指定節點時,CDN的服務器(F5的內容加速器Cache)負責將用戶請求的內容提供給用戶。
 
  用戶訪問的基本流程
 
  1.用戶在自己的瀏覽器中輸入要訪問的網站的域名
  2.瀏覽器向本地DNS請求對該域名的解析
  3.本地DNS將請求發到網站的主DNS,接著,主DNS再將域名解析請求轉發到3DNS
  4.3DNS根據一系列的策略確定當時最適當的CDN節點,并將解析的結果(IP地址)發給用戶
  5.用戶向給定的CDN節點請求相應網站的內容
  6.CDN節點中的服務器負責響應用戶的請求,提供所需的內容


 4,CDN的網絡結構
 
  建立一個CDN 的成功要素
 
  • 使用智能設備完成內容控制,安全傳輸,動態內容,媒體流。
  • 提供單一控制接口進行設備/網絡治理
  • 監視,日志文件治理, 報告和計費
  • 基于信息位置和網絡性能的客戶端重定向
  • 使用內容控制更新高速緩沖服務器內容, 提供新內容和治理 URL 重定向
  • 高效使用高速緩沖服務器簇(cache clusters) 及負載平衡控制
 
  一體化 F5 產品解決方案的諸多特色:
 
  · 傳遞靜態內容更靠近客戶端
  · 簡單的配置和治理方式
  · 產生豐富的媒體內容,如更貼近客戶的“實況轉播”
  · 可產生準確點擊報告的日志文件
  · 規劃和記費的監視及記錄
  · 動態產生內容的分派
  · 支持安全傳輸
  · 產生一種“服務級協議” 商務模式
 
  CDN網絡主要由三個子系統組成:
 
  A、3DNS
 
  3DNS是CDN服務中的要害系統。當用戶訪問加入CDN服務的網站時,域名解析請求將最終由3DNS負責處理。它通過一組預先定義好的策略,將當時最接近用戶的節點地址提供給用戶,使用戶可以得到快速的服務。同時,它還與分布在世界各地的所有CDNC節點保持通訊,搜集各節點的健康狀態,以保證不將用戶的請求分配到任何一個已經不可用的節點上。
 
  B、CDN 節點
 
  CDN節點是CDN網絡的重要組成組成部分,CDN服務正是通過廣泛分布在世界各地的節點為當地用戶提供快速響應。對于普通的Internet用戶,每個CDN節點就相當于一個放置在它四周的網站服務器。事實上,通過3DNS的控制,用戶的請求被透明地指向離他最近的節點,節點中CDN服務器會向網站的原始服務器一樣,響應用戶的請求。由于它離用戶更近,因而響應時間必然更快。
每個CDN節點由二個部分組成:
 
  負載均衡設備 (F5的BIG/IP)
  內容加速服務器 (F5 的Cache)
 
  BIG/IP負責每個節點中各個Cache的負載均衡,保證節點的工作效率;同時,BIG/IP還負責搜集節點與四周環境的信息,保持與3DNS的通訊,實現整個系統的負載均衡。Cache負責存儲客戶網站的大量信息,就象一個靠近用戶的網站服務器一樣響應本地用戶的訪問請求。超強的處理能力使它能比通常的服務器處理更多的用戶請求,并進一步提高響應時間。
 
  C.CDN網管中心 (F5的SEE-IT)
 
  CDN的網管中心是整個系統正常運轉的保證。它不僅能對系統中的各個子系統和設備進行實時監控,對各種故障產生相應的告警。通過網管中心,可以實時觀測到系統中總的流量和各節點的流量,并保存在系統的數據庫中,以便進一步的分析。通過完善的網管系統,還實現對系統配置的修改。

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六、網絡治理
 
  F5提供全面的網絡治理See-IT,使治理者從應用的角度,全面了網絡的運行狀態。see/IT™網絡治理為Internet流量治理提供實時、前瞻性的信息。使用實時監控和系統警報,網絡治理員會始終了解當前Internet流量的狀態。前瞻性的功能使網絡治理員能夠猜測網絡的發展,從而及時添加發展所需要的各類資源。
 
  重要數據:see/IT為您提供對當前網絡性能的綜合描述。此外,還可以根據當前流量的發展趨勢生成警報,引起您對這類事件的關注。例如,see/IT可以通知您在六十天后,將需要增加服務器容量,以便保持與您現在提供的服務水平相當的服務水平。這個強大的功能,在您猜測Internet流量增長時,顯得尤為重要。
 
  位置決定一切:see/IT利用BIG/ip和3DNS控制器(位于網絡的路由器和服務器之間)在網絡上的唯一位置,答應BIG/ip為see/IT以雙向流量模式搜集網絡上的各類參數。結果是:see/IT向您提供完整的重要的網絡信息,以便您對網絡進行全面地治理。
 
  圖表顯示:see/IT顯示網絡流量治理中需要的數據。可快速獲得有關服務器狀態、服務器流量、連接的數目和活動/不活動IP地址的信息。幫助您確定在網絡的什么位置和采用什么方式對網絡設備進行微調,以提高網絡整體性能。例如,假如您設定訪問整個服務器陣列上可接受的最長響應時間為小于等于5秒,那么see/IT將及時報告超過該閾值的頻率和時間長度。
 
  猜測未來趨勢:see/IT是一種前瞻性的趨勢猜測和分析工具,使用監視網絡生成的信息來規劃未來的網絡和服務器需要。使用“whatif”模型,see/IT可以猜測網絡何時需要添加服務器、升級網絡接口和進行其它與網絡容量有關的修改以便保持服務水平。
 
  前瞻性調整:利用重要的歷史性能數據,see/IT提供圖形化診斷,以猜測發生Internet擁塞問題的時間。網絡治理員可以前瞻性地調整變量,以確定和猜測運行新的網絡應用和用戶容量增長時對網絡性能的影響。
 
  警報通知:假如某個網絡組件超過了預定的閾值,see/IT會通過監視器屏幕上的可視化顯示或通過電子郵件通知來及時提醒用戶。
 
  擴展內容驗證(ECV):使用see/ITECV監視功能,可以驗證Web服務器向用戶提供的內容是否正確。為每個要測試的頁創建一對“發送/查找”,假如see/IT發現返回的內容不正確,它會發出警報提醒您。
 
  標準協議:因為see/IT使用標準協議(包括SNMP、TCP和ICMP),所以經過配置可以監控網絡上幾乎所有設備。




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