Přehled služby Vyrovnávání zatížení sítě

Funkce Vyrovnávání zatížení sítě (NLB) v systému Windows Server 2008 R2 zvyšuje dostupnost a škálovatelnost internetových serverových aplikací, jako jsou aplikace používané na webu, na serveru FTP, v bráně firewall, na proxy serveru, ve virtuální privátní síti (VPN) a na dalších zvláště důležitých serverech. Jediný počítač se systémem Windows Server 2008 R2 poskytuje jen omezenou úroveň spolehlivosti serveru a škálovatelného výkonu. Avšak při spojení prostředků dvou nebo více počítačů, na kterých je spuštěn jeden z produktů v systému Windows Server 2008 R2, do jediného virtuálního clusteru dokáže funkce Vyrovnávání zatížení sítě zajistit spolehlivost a výkon, které webové servery a jiné zvláště důležité servery vyžadují.

Cluster vyrovnávání zatížení sítě se čtyřmi hostiteli

Diagram uvedený výše znázorňuje dva propojené clustery služby Vyrovnávání zatížení sítě. První cluster sestává ze dvou hostitelů a druhý cluster ze čtyř hostitelů. Je to jen jeden příklad, jak lze použít službu Vyrovnávání zatížení sítě.

Na každém hostiteli je spuštěna samostatná kopie požadovaných serverových aplikací (jako jsou aplikace pro web, server FTP a server Telnet). Služba Vyrovnávání zatížení sítě distribuuje příchozí požadavky klientů mezi hostitele v clusteru. Podle potřeby lze nakonfigurovat váhu zatížení, kterou má zpracovávat každý z hostitelů. Do clusteru můžete rovněž dynamicky přidávat hostitele pro zpracování zvýšené zátěže. Kromě toho může služba Vyrovnávání zatížení sítě směrovat všechny přenosy na jediného určeného hostitele, který je označován jako výchozí.

Služba Vyrovnávání zatížení sítě umožňuje, aby se pro všechny počítače v clusteru používala stejná sada adres IP clusteru, a udržuje sadu jedinečných vyhrazených adres IP pro každého hostitele. Pokud u aplikací s vyrovnávaným zatížením dojde k selhání hostitele nebo k jeho přechodu do režimu offline, zatížení bude automaticky redistribuováno mezi počítače, které nadále pracují. Jestliže dojde k selhání počítače nebo je jeho přechod do režimu offline neočekávaný, aktivní připojení k tomuto serveru, který selhal nebo přešel do režimu offline, budou ztracena. Pokud však hostitele vypnete záměrně, můžete použít příkaz drainstop, který zajistí obsloužení všech aktivních připojení před převedením počítače do offline režimu. V každém případě se může počítač v režimu offline, až bude připraven, znovu transparentně připojit ke clusteru a opět převzít svůj díl zátěže, díky čemuž klesne zatížení ostatních počítačů v clusteru.

Hostitelé v clusteru Vyrovnávání zatížení sítě si vyměňují prezenční zprávy, aby měli neustále k dispozici konzistentní údaje o členství v clusteru. Pří výchozím nastavení platí, že pokud se hostiteli nepodaří odeslat prezenční zprávy během pěti sekund, došlo k jeho selhání. Pokud hostitel selže, zbývající hostitelé v clusteru se sblíží a provedou následující:

Určí, kteří hostitelé jsou nadále aktivními členy clusteru.
Zvolí hostitele s nejvyšší prioritou jako nového výchozího hostitele.
Ověří, zda jsou všechny nové požadavky klientů zpracovávány hostiteli, kteří zůstávají aktivní.

Během sbližování vyhledávají hostitelé, kteří zůstávají aktivní, konzistentní prezenční signály. Pokud hostitel, který neodeslal prezenční signály, začne tyto signály konzistentně vysílat, připojí se během sbližování ke clusteru. Když se o připojení ke clusteru pokusí nový hostitel, odešle prezenční zprávy, které rovněž spustí sbližování. Poté co dojde ke shodě všech hostitelů clusteru na aktuálním členství v clusteru, bude zatížení ze strany klientů redistribuováno na zbývající hostitele a sbližování skončí.

Sbližování obvykle trvá jen několik sekund, takže přerušení služeb klientům je minimální. Během sbližování hostitelé, kteří jsou nadále aktivní, pokračují ve zpracovávání požadavků klientů, aniž by to mělo vliv na existující připojení. Sbližování skončí, až budou všichni hostitelé po několik cyklů zasílání prezenčních signálů ohlašovat konzistentní zobrazení členství v clusteru a distribuční mapy.

Co je nového ve službě Vyrovnávání zatížení sítě?

Služba Vyrovnávání zatížení sítě přináší v systému Windows Server 2008 R2 následující zdokonalení:

Rozšířené spřažení. Možnost rozšíření spřažení zachovává spřažení klientů, pokud dojde ke změně konfigurace clusteru služby Vyrovnávání zatížení sítě. Tato možnost také umožňuje uchovat spřažení klientů s hostitelem clusteru, a to i v případě, že neexistují žádná aktivní připojení klienta k hostiteli.
Prostředí Windows PowerShell pro clustery služby Vyrovnávání zatížení sítě. Windows PowerShell je nové prostředí příkazového řádku a skriptovací jazyk. Prostředí Windows PowerShell zrychluje automatizaci úloh správy systému. Pomocí prostředí Windows PowerShell je možné spravovat clustery služby Vyrovnávání zatížení sítě. Další informace o používání prostředí Windows PowerShell pro clustery služby Vyrovnávání zatížení sítě naleznete v článku https://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=140180 (Stránka může být v angličtině.).
Podpora pro postupné upgrady: Služba Vyrovnávání zatížení sítě podporuje upgrady ze systému Windows Server 2003 na Windows Server 2008 R2 a ze systému Windows Server 2008 na Windows Server 2008 R2 se zajištěním provozu. Informace o nasazení služby Vyrovnávání zatížení sítě včetně informací o postupných upgradech naleznete v článku https://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=87253 (stránka může být v angličtině).

Konfigurace služby Vyrovnávání zatížení sítě

Služba Vyrovnávání zatížení sítě funguje jako síťový ovladač systému Windows. Její provoz je transparentní pro síťový zásobník TCP/IP.

Vztah mezi službou NLB a dalšími součástmi

Diagram uvedený výše znázorňuje vztah mezi službou Vyrovnávání zatížení sítě a dalšími softwarovými součástmi v typické konfiguraci hostitele služby Vyrovnávání zatížení sítě.

Funkce služby Vyrovnávání zatížení sítě

Služba Vyrovnávání zatížení sítě zahrnuje následující funkce:

Škálovatelnost

Škálovatelnost je měřítko, do jaké míry může počítač, služba nebo aplikace splňovat zvyšující se požadavky na výkon. U clusterů služby Vyrovnávání zatížení sítě se tak označuje možnost přidat ke stávajícímu clusteru postupně jeden nebo více systémů, pokud celkové zatížení clusteru přesáhne jeho možnosti. Služba Vyrovnávání zatížení sítě může provádět následující činnosti podporující škálovatelnost:

Vyrovnávání zatížení představované žádostmi v rámci clusteru služby Vyrovnávání zatížení sítě pro jednotlivé služby TCP/IP.
Podpora až 32 počítačů v jediném clusteru.
Vyrovnávání zatížení představované žádostmi pro více serverů (pocházející od stejného klienta nebo od několika klientů) mezi více hostiteli v clusteru.
Podpora schopnosti přidávat do clusteru služby Vyrovnávání zatížení sítě při nárůstu zatížení hostitele, a to bez vypnutí clusteru.
Podpora schopnosti odebírat z clusteru hostitele, když se zatížení sníží.
Umožnění vysokého výkonu a nízké režie díky implementaci plně propojené kanály. Propojení kanály umožňuje odesílání žádostí do clusteru služby Vyrovnávání zatížení sítě bez čekání na odpověď na dříve odeslanou žádost.

Vysoká dostupnost

Systém s vysokou dostupností spolehlivě poskytuje přijatelnou úroveň služeb s minimální dobou prostojů. Služba Vyrovnávání zatížení sítě obsahuje integrované funkce zajišťující vysokou dostupnost tím, že automaticky provádějí tyto činnosti:

Rozpoznání a obnovení hostitele clusteru, u kterého dojde k chybě nebo který přejde do režimu offline.
Vyrovnávání zatížení v síti při přidávání nebo odebírání hostitelů.
Obnovení a redistribuce zatížení během 10 sekund.

Možnosti správy

Služba Vyrovnávání zatížení sítě nabízí následující funkce pro správu:

Z jediného počítače můžete spravovat a konfigurovat více clusterů služby Vyrovnávání zatížení sítě a hostitele na těchto clusterech, a to pomocí Správce vyrovnávání zatížení sítě.
Pro jeden port IP nebo skupinu portů můžete určit chování při vyrovnávání zatížení, a to pomocí pravidel pro správu portů.
Můžete definovat odlišná pravidla portu pro každý web. Používáte-li stejnou sadu serverů s vyrovnávaným zatížením pro více aplikací nebo webů, budou pravidla portu založena na cílové virtuální adrese IP (s použitím virtuálních clusterů).
Všechny požadavky klientů můžete směrovat na jediného hostitele, a to pomocí volitelných pravidel pro jediného hostitele. Služba Vyrovnávání zatížení sítě směruje požadavky klientů konkrétnímu hostiteli, který spouští specifické aplikace.
Můžete blokovat nežádoucí síťový přístup u určitých portů IP.
Na hostitelích clusteru můžete povolit podporu protokolu IGMP (Internet Group Management Protocol) za účelem řízení zahlcení přepínačů (při práci v režimu vícesměrového vysílání).
Z libovolného počítače v síti, ve kterém je spuštěn systém Windows, můžete vzdáleně spouštět a zastavovat službu Vyrovnávání zatížení sítě a řídit její akce, a to pomocí příkazů prostředí nebo skriptů.
Můžete zobrazit protokol událostí systému Windows a zkontrolovat události služby Vyrovnávání zatížení sítě. Služba Vyrovnávání zatížení sítě zaznamenává všechny akce a změny v clusteru do protokolu událostí.

Snadné použití

Služba Vyrovnávání zatížení sítě nabízí mnoho funkcí zajišťujících pohodlné používání:

Služba Vyrovnávání zatížení sítě je nainstalována jako standardní součást síťového ovladače systému Windows.
Služba Vyrovnávání zatížení sítě nevyžaduje pro své povolení a spuštění žádné změny hardwaru.
Správce vyrovnávání zatížení sítě umožňuje vytvářet nové clustery služby Vyrovnávání zatížení sítě.
Správce vyrovnávání zatížení sítě umožňuje konfigurovat a spravovat více clusterů a všechny hostitele určitého clusteru z jednoho vzdáleného nebo místního počítače.
Služba Vyrovnávání zatížení sítě umožňuje klientům přistupovat ke clusteru pomocí jediného logického internetového názvu a virtuální IP adresy - označované jako IP adresa clusteru (uchovává jednotlivé názvy pro každý počítač). Služba Vyrovnávání zatížení sítě povoluje více virtuálních adres IP pro servery s více adresami.

Poznámka

V případě virtuálních clusterů nemusejí mít servery více adres, aby měly více virtuálních adres IP.
Služba Vyrovnávání zatížení sítě může mít vazby na více síťových adaptérů. Na každém hostiteli tak lze nakonfigurovat více nezávislých clusterů. Podpora pro více síťových adaptérů se od virtuálních clusterů liší v tom, že virtuální clustery umožňují konfigurovat více clusterů na jediném síťovém adaptéru.
Serverové aplikace není třeba upravovat pro spuštění v clusteru služby Vyrovnávání zatížení sítě.
Službu Vyrovnávání zatížení sítě lze nakonfigurovat na automatické přidání hostitele clusteru, který selže a následně je převeden zpět do režimu online, do clusteru. Přidaný hostitel bude potom moci začít zpracovávat nové serverové požadavky od klientů.
Počítače můžete převést do režimu offline za účelem preventivní údržby bez narušení provozu clusteru v dalších hostitelích.