服务器负载均衡SLB详解及配置

Posted 2021-04-02 思科CCIE俱乐部

服务器负载均衡（SLB）

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▶ SLB ◀

当客户端开启一个到虚拟服务器的新连接时，SLB就会根据负载均衡算法决定使用哪台真实服务器。

SLB使用以下算法来实现负载均衡。

加权轮询（WRR）算法：为每台分配一个权重，权重表示相对于其他服务器，自身能处理连接的能力。权重为n表示 SLB为下一服务器分配流量之前，要为这台服务器分配n条新连接。

加权最小连接（WLC）算法：SLB会将新连接分配给活动连接数最少的真实服务器。为每台真实服务器分配权重m，服务器处理活动连接的能力等于m除以所有服务器权重之和。SLB 会将新连接分配给活动连接数远少于其能力范围的真实服务器。

使用加权最小连接（WLC）算法时， SLB使用一种慢启动的方式来控制对新加真实服务器的访问。“慢启动”限制了新连接的建立频率并允许逐渐增加，以此来防止服务器的过载。

粘性（sticky）连接技术使SLB为客户端分配连接时，选择上次客户端使用的真实服务器。

SLB可通过监视失效的TCP连接来检测出真实服务器的故障。SLB可使失效的服务器停止工作，并在其恢复时重新提供服务。

SLB提供了一种针对真实服务器的TCP SYN flood攻击的控制机制，从而可阻止某些类型的拒绝服务（DoS）攻击。

SLB可与热备路由器协议（HSRP）协同工作来提供“无状态备份”的冗余功能。如果一台SLB路由器故障，冗余的路由器将接管 SLB的工作。不过，现有的SLB连接都将丢失，所以不得不从客户端重新建立连接。

ios SLB还可担当动态反馈协议（DFP）负载均衡管理者（manager）。DFP管理者从真实路由器上运行的代理（agent）那里收集性能信息。

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▶ 配置 ◀

1．定义服务器群。

a．为服务器群指定名称。

(global) ip slb serverfarm serverfarm-name

此命令将服务器组名称标识成serverfarm-name（至多15个字符的字符串）。

b．（可选）为服务器群选择负载均衡算法。

(server-farm) predictor [roundrobin I leastconns]

SLB使用roundrobin（加权轮询算法，默认算法）或 leastconns（加权最小连接算法）来选择一台真实服务器。

c．（可选）使用server NAT功能。

(server-farm) nat server

d．（可选）使用 client NAT 功能。

(global) ip slb natpool pool-name start-ip end- ip [netmask netmask l prefix-length leading-1-bits] [ entries init- addr [max-addr] ]

启用 client NAT。

(server-farm) nat client pool-name

e．（可选）为 DFP 分配唯一标识符。

(server-farm) bindid [bind-id]

有时，一台真实服务器会被分配给多个服务器群。bind-id（0～65535；默认为 0）是分配给服务器群的一个任意标识值。真实服务器的每个实例都会引用这个值。DFP 使用 bind-id来为每个实例指定一个权重值。

f．（可选）使用 probe 功能测试服务器。

( server-farm) probe name

由name（至多 15 个字符的字符串）定义的探测（probe）功能周期性地测试服务器的连通性及运作情况。IOS SLB可提供ping、 HTTP及无线会话协议（WSP）的probe功能。CSM1 也可提供TCP、 FTP、 SMTP、 Telnet及DNS的probe功能。更多关于配置probe的信息

2．在服务器群中指定一个或多个真实服务器。

a． 标识服务器群中的真实服务器。

(server-farm ) real ip-address

此命令将真实服务器的 IP 标识为 ip-address 并进入 SLB 真实服务器配置模式。

b． （可选）定义连接门限。

（real-server） maxconns number

此命令将真实服务器的活动连接数都被限制成 number（1～4294967295 条连接；默认为 4294967295）。

c． 分配相对性能权重值。

(real -server) weight weighting-value

为真实服务器分配的weighting-value（1～255；默认为 8）代表此服务器相对于服务器群中其他真实服务器的性能值。对于WRR算法来说， weighting-value定义了在SLB 将连接分配给下一服务器之前，本台服务器所能接收的连续连接数量。对于WLC算法来说，下一条连接会分配给活动连接数与性能值相差最多，即负载最小的那台服务器。性能值由weighting-value除以服务器群中所有真实服务器的权重值之和计算而来。

d． （可选；仅用于 IOS SLB）服务器未响应时重新分配连接。

(real-server) reassign threshold

SLB通过转发客户端的初始SYN来将一条新连接分配给某台真实服务器。

如果在客户端重传SYN之前服务器没有响应SYN握手报文，那么SLB将此作为一次未响应的SYN记录下来。在未响应 SYN发生threshold（1～4，默认为3）次之后，SLB将此连接重新分配给下一台服务器。

e．（可选；仅用于IOS SLB）定义故障服务器门限。

(real-server)faildetect numconns number-conns [ numclients number-clients

如果 number-conns（1～255，默认8条连接）条TCP连接已经被重新分配给了另一台服务器，那么可以判断某台服务器已经出现了故障。可使用关键字numclients来指定在IOS SLB判断某台服务器故障前，允许连接失败的客户端个数 number-clients（1～8，默认为2）。

f．（可选；仅用于 IOS SLB）定义故障服务器重试等待时间。

(real-server) retry  retry-value

在某台真实服务器宣布“故障”之后，SLB会在retry-value（0～3600秒，默认为60秒）过后尝试为其分配一条新的链接。0表示不尝试去分配新连接。

g．使用SLB来启用真实服务器。

(real-server) inservice

默认情况下，只有真实服务器处于服务状态才能被SLB所使用。可使用命令no inservice来使服务器停止服务。

3．为服务器群定义虚拟服务器。

a．指定虚拟服务器名称。

(global) ip slb Vserver Vitual-server-name

此命令将虚拟服务器名称标识成vitual-server-name （至多15个字符的字符串）并进入SLB虚拟服务器配置模式。

b．将虚拟服务器分配给服务器群。

（virtual-server） serverfarm serverfarm-name

SLB使用虚拟服务器作为名为serverfarm-name（至多 15 个字符的字符串）的服务器前端。

c．定义虚拟服务器性能。

（virtual-server） virtual ip-address [network-mask] {tcp | udp} [port | wap | wap-wtp| wsp-wtls | wsp-wtp-wtls] [service service-name]

IOS SLB 通过对具体的tcp或udp 端口号port来实现负载均衡：dns或 53 （域名系统）、 ftp或21（文件传输协议）、https或443（建立在SSL之上的HTTP）、www或 80（HTTP）、telnet或23（Telnet）、 smtp或25（SMTP）、pop3或110（POPv3）、pop2或109（POPv2）、nntp或119（网络消息传输协议）、matip-a 或350（Mapping of Airline Traffic over IP， type A）。端口号为 0 表示虚拟服务器上所有端口的连接都将被负载均衡。

其他可选择的端口号还有 wsp（无连接的WSP，端口9200）、wsp-wtp（带有WAP FSM的面向连接的WSP，端口 9201）、wsp-wtls（无连接安全WSP，端口9202）及wsp-wtp-wtls（面向连接安全WSP，端口9203）。

可使用关键字service来强制地让SLB将某台客户端上的所有与 service-name（例如ftp或wsp-wtp）相关的连接分配给同一台真实服务器。在CSM线路卡上，只允许ftp连接与最初的控制会话关联在一起。

d． （可选）配置虚拟服务器的访问控制

（virtual-server) client ip-address network-mask

e． （可选）为同一客户端和真实服务器分配连接。

（virtual-server） sticky duration [group group-id] [netmask netmask]

f． （可选）连接关闭后保持连接的打开状态。

（virtual-server） delay duration

TCP 连接关闭后， SLB 能够在 duration（ 1～600 秒，默认 10 秒）内保持这条连接的环境处于打开状态。此功能可在数据包没有按序到达，并且在最后的数据包到达前连接已经被重置的环境中发挥作用。

g． （可选）保持不活动连接的打开状态

（virtual-server） idle duration

当 SLB 检测到某条连接没有数据包的时候， SLB 会在发送 RST 包之前，在duration（10～65535 秒，默认 3600 秒，即 1 小时）内保持这条连接处于打开状态。

h． （可选）阻止对真实服务器的 SYN flood 攻击。

（virtual-server） synguard Syn-connt[interval]

SLB 会监控虚拟服务器收到的 SYN 包的数量。如果在 interval（ 50～5000 毫秒；默认为 100 毫秒）之内收到了超过 syn-count（ 0～4294967295；默认为 0，不监控 SYN 包）的 SYN 包，那么所有后续的 SYN 包都会被丢弃。

i． （可选）控制虚拟服务器的通告。

（virtual-server） advertise [active]

j．使用 SLB 来启用虚拟服务器

（virtual-server） inservice [standby group-name]

默认情况下，只有虚拟服务器处于服务状态才能被 SLB 所使用。可使用命令no inservice 来使虚拟服务器停止服务。

k．（可选）使用 SLB 状态备份功能。

（virtual-server） replicate casa listening-ip remote-ip port-number [interval]

[password [0|7] password [timeout] ]

IOS SLB 使用 Cisco 设备服务体系结构（ CASA）机制与其他状态备份设备复制并交换机负载共享决策表。当故障发生时，备份的 SLB 设备已经具有当前的状态信息并可立刻执行接管操作。

参数password（文本字符串；默认的0表示不加密，7表示加密）可用于备份设备的 MD5 身份认证。可选参数 timeout（0～65535秒；默认为180秒）定义了新旧密码迁移过程的时间。这段时间内，新旧密码都将生效。

4． （可选）使用 SLB 动态反馈协议（DFP）。

a． （可选）使用 DFP manager（管理者）与服务器上的 DFP agent（代理）通信。

启用 DFP manager。

(global) ip slb dfp [ password [ 0l7] password [ timeout] ]

路由器可以成为 DFP 负载均衡 manager。可为 DFP 配置 password（文本字符串；默认的 0 表示不加密， 7 表示加密）来用于主机 agent 的 MD5 身份认证。可选参数timeout（ 0～65535 秒；默认为 180 秒）定义了新旧密码迁移过程的时间。这段时间内，新旧密码都将生效。

指定 DFP agent。

(slb-dfp) agent ip-address port-number [timeout [retry-count [retry-interval]]]

此命令使用 ip-address 和 port-number 来标识真实服务器上的 DFP agent。DFP agent（服务器）必须在 timeout（0～65535 秒；默认为 0 秒，即无超时周期）的 时间内联系到 DFP manager （IOS SLB 设备）。DFP manager 会以 retry-interval （1～65535 秒；默认 180 秒）的时间间隔，共 retry-count（0～65535 次尝试；默认为0，即无限次尝试）次尝试重新连接 DFP agent。

b． （可选）使用 DFP agent 提供 DFP 报告。

定义 agent。

(global) ip dfp agent subsystem- name

DFP agent 向其 manager（分布式控制器设备）发送周期报告。subsystem-name（至多 15 个字符的字符串）使 manager 将服务器报告和用于全局负载均衡的子系统（subsystem，受 SLB 设备控制）联系起来。使用命令 ip dfp agent 可查看在全局 manager 下有效的 subsystem-name 值有哪些。

（可选）设置 DFP agent 密码。

（dfp）password [0|7] password [timeout]

参数 password（文本字符串；默认的 0 表示不加密， 7 表示加密）可用于同DFP manager 进行 MD5 身份认证。可选参数 timeout（0～65535 秒；默认为 180秒）定义了新旧密码迁移过程的时间。这段时间内，新旧密码都将生效。

设置 DFP 端口号。

(dfp) port port -number

DFP manager 和 agent 使用某个公共的端口号 port-number（1～65535，无默认值）进行通信。DFP manager 能够动态发现 agent 的前提是 manager（分布式控制器）和 agent（IOS SLB）之间配置的端口号应相同。

（可选）设置重新计算权重的时间间隔。

(dfp) interval seconds

DFP agent在将其权重值发送给DFP manager之前，会以seconds（5～65535 秒；默认 10 秒）时间间隔重新计算权重值。

启用 DFP agent。

(dfp) inservice

默认交换机上的 DFP agent 功能处于停用状态。

03

▶ SLB 配置实例 ◀

此例可参考下图所示的网络拓扑图。配置SLB来为以下两组服务器群提供负载均衡：FARM1和FRAM2。

为 3 台服务器分配的权重值分别为 32、 16 和 8。新连接会分配给通过性能值计算后活动连接数最少的那台服务器。例如服务器 192.168.254.10 的权重为 32，性能值为 32/（32+16+8），即 32/56。服务器 192.168.254.10的权重为 16，性能值为 16/（32+16+8），即16/56。服务器 192.168.254.10的权重为8，性能值为8/（32+16+8），即 8/56。无论何时，新连接都会分配给活动连接数与性能值相差最多，即负载最小的那台服务器。

下面给出了配置服务器群 FRAM1 和虚拟服务器 VSERVER1 所需的命令。

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▶ 显示 SLB 相关信息 ◀

可使用下表中的交换机命令来显示SLB配置及状态的相关信息。

正文结束

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