梭子鱼高校数字图书馆系统负载均衡解决方案

前言：

         随着计算机技术的发展,基于网络环境的学习已成为一种新的学习理念和学习环境,并改变了高校园区内师生的学习生活。但随着访问量的激增,如何构建面向全校的图文信息资源中心共享平台,以确保平台在运行过程中的稳定性和高服务品质是需要解决的关键问题。尤其是当大规模并发访问时所带来的网络中各个核心部分业务量上升,访问量和数据流量增长,相应的处理能力和计算强度也迅速增大,从而引起核心网络设备过载,网络瓶颈和网络拥塞等问题。在这种情况下,单纯追求高性能硬件来解决问题,无疑会造成高额的成本投入;而且,性能再优秀的设备也无法应对当前和今后快速增长的业务量的需求。因此, 研究负载均衡技术在网络教学环境中的实际应用,成为解决上述问题的重要手段。

项目概况：

• 该技术学院是一所教育部认可的民办三级学院，在校师生超过7000人。
• 该学院面向教育网络化信息化，建立了一套完善的现代数字图书馆体系。系统整合了学院自动化图书查询体系，中国期刊网数据库，维普期刊，超星图书，书生图书，CNKI等多个子系统。
• 系统所有服务器都同时运行着W eb 应用、APP 应用和数据库服务; 而资源利用率、服务器配置等的差异也造成了服务器负载的差异。例如,中国期刊网服务器和超星电子图书服务器负载过高,不能提供高性能的应用服务，而书生电子图书服务器负载一般。
• 而且由于各种应用不同，杂乱而没有规划，造成系统负荷居高不下，但用户并发量却上不去。例如附书光盘下载流量具有突发性,可以考虑采用最少连接数算法来提供服务;图书馆书目检索流量稳定,占用服务器资源少,可考虑采用轮询算法;学术期刊服务器采用优先权算法,拥有全文数据的服务器优先权高等。而这些，在之前的部署之中都是没有考虑到的。

网络结构：

客户需求：

• 提供全面的多种应用的服务器负载均衡实际方案。
• 通过HA方式保证系统的7x24小时服务，提供基于应用的健康检查机制。保证整体系统的稳定，高可靠性。
• 应用服务器群包含多个Web服务器、APP服务器和FTP服务器等；数据库服务器群由各种数据库服务器，如SQL Sever、TRS Server、MySql、KBASE和Sybase等组成，需要将Web应用、App应用与数据库服务在物理上分开，提升信息平台的整体性能；合理规划应用协议进行分流，增强带宽使用，提高同时接入的用户并发量。
• 建议的方案必须最小限度的影响现有系统，并且在将来有很好的扩展性。

梭子鱼的解决方案：

·         采用两台梭子鱼安全负载均衡机LB440的双机HA冗余结构，实现如下表所述的分项规划每个应用的负载均衡。

·         针对各种子系统的应用现状, 梭子鱼LB440分别采用不同的算法来实现服务器的流量管理(见下表) 。

·         采用梭子鱼LB440丰富的会话保持机制，对应用访问的一致性进行控制。

·         采用梭子鱼多种健康检查方法，及梭子鱼独有的隐形心跳线设计支持下的秒级切换和实现系统切换时应用的连贯性。

·         基于应用的结构，便于以后更多系统无缝拓展。性价比最优的解决方案，保护用户的投资。

为什么选择梭子鱼：

• 高性能：梭子鱼LB440应用交换机提供业界至强的服务器负载均衡性能，支持每秒100,000的新建连接， 900万的并发连接。
• 强大的安全保护：梭子鱼安全负载均衡机内置集成了IPS实时安全防护系统，可以检测并阻挡1000多种入侵攻击和DOS攻击。

关键技术阐述：

·          IP及Cookie的会话保持

    梭子鱼负载均衡机可以选择采用IP或Cookie保持的方式，充分保证会话一致性，为各种关键应用提供可靠的会话保持特性。

·         完全冗余镜像/“心跳”技术实时监控

　　梭子鱼负载均衡机的冗余配置非常简单，它们之间不需要任何的特殊电缆相连，只要可以IP寻址到即可，物理拓朴为简单易行的路由模式。当一台梭子鱼负载均衡机由于检修或故障的原因停机后，这时另一台梭子鱼负载均衡机会以最快的速度接管其工作。同时，梭子鱼负载机秒级故障切换技术，确保了各应用服务系统的不间断运行。

·         先进的服务器管理技术

　　梭子鱼负载均衡机可以对不同性能的服务器进行加权计算，对性能好的服务器可以多分担一些流量。对有用户数限制的服务器，梭子鱼负载均衡机通过连接数限制技术，从而保证服务器连接不会超过限制，同时也保证了性能一般的服务器不会因为连接太多而宕机。梭子鱼负载均衡共有两种调度类型，三种动态权重调度方式。

·       多层实时的服务器健康检查

　　梭子鱼负载均衡机会实时地对后台服务器进行健康检查，并决定在真实服务器不可用情况下服务如何处理。梭子鱼负载均衡机服务监控机制可以通过3/4层上（PING, PORT 等）以及7层 （DNS, HTTP, SMTP 等）来实现。